TUGAS MAKALAH ILMU BAHANSENG/ZINC/Zn SEBAGAI SEMIKONDUKTOR

Disusun Oleh;AHID ABDUL RAHMAN NIM;08506134020SETYANA DIMAS K NIM;08506134019URIP MASIKA NIM;08506134026

Kepada:DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL

JURUSAN TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNIK UNY

YOGYAKARTA2008

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum wa rahmatullahi wabarakatuh

Puja dan puji kami panjatkan Kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan

rahmat dan karunia-Nya kepada kami sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ilmu

bahan dengan baik tanpa terjadi halangan yang berarti.

Tidak lupa kami ucapkan rasa terima kasih kami kepada orang tua kami yang

telah memberikan bantuan moril maupun spiritual .Selanjutnya kepada dosen dosen yang

telah membimbing kami,serta semua pihak yang telah berperan dalam menyusun

makalah ilmu bahan ini.

Kami menyadari bahwa isi dari makalah ilmu bahan yang berjudul Seng/Zinc/Zn

ini masih sangat jauh dari kesempurnaan.Oleh karena itu, saran dan kritik dari pembaca

sangat kami harapkan guna membangun dan meperbaiki kesalahan yang telah kami

lakukan .Dan semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi saya sendiri khususnya dan para

pembaca pada umumnya.

Wassalammalikum wa rahmatullahi wa barakatuh

DAFTAR ISI

HALAMANJUDUL………………………………………………………………i

KATA PENGANTAR…...………………………………………………………..ii

DAFTAR ISI……………………………………………………………………...iii

ABSTRAK………………………………………………………………………..1

PENDAHULUAN…..…………………………………………………………….1

PEMBAHASAN……………………………………………………………….2-11

SIFAT BAHAN..………………………………………………………………12-16

SUB JUDUL…………..……………………………………………………….16-20

PENUTUP dan KESIMPULAN………………………………………………….20

DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………………….21

LAMPIRAN……………………………………………………………………22-23

ABSTRAK

Didalam elektronika pemiliham bahan dasar untuk membuat komponen elektronika adalah sangat penting,hal ini akan menetukan kualitas komponen yang dihasilkan.Pada saat ini perkembangan elektronika telah mengalami banyak kemajuan,salah satunya adalah bahan bahan yang digunakan dalam pembuatan komponennya,hal baru yang terjadi adalah digunakannya seng/zinc/Zn sebagai salah satu bahan dasar elektronika,misalnya dijadikan bahan konduktor dan semikonduktor.Seng adalah bahan yang tidak kalah unggul dengan bahan lain seperti keramik dan alumunium.Oleh karena itu sekarang seng menjadi bahan alternative yang lebih baik,karena seng mempunyai ketahanan yang cukup baik.

Secara kimiawi Seng adalah unsur kimia dengan lambang kimia Zn, nomor atom 30, dan massa atom relatif 65,39. Secara umum dalam kehidupan sehari hari,Zinc/seng hanya dikenal dalam bentuk pelat saja. Dalam penerpan sebagai bahan dasar komponen elektronika,seng tidak dapat menjadi bahan tunggal,seng harus dicampur dengan bahan lain.Contoh campuran seng adalah kalamin, franklinit, smithsonit, willenit, zinkit,oxide dan Blende.

Sampai saat ini seng sudah digunakan didunia elektronika,alat alat yang menggunakan bahan seng diantaranya adalah;Baterai,Amforterisme,dan yang terbaru dan menjadi pembangkit energi alternative adalah alat yang disebut dengan Nanogenerator.

Kata kunci:

Material Zinc

Zinc oxide

Zinc blende

Nanogenerator

BAB I

PENDAHLUAN

Pengembangan material sebagai bahan dasar dalam pembutan komponen

elektronika sangat menentukan kualitas suatu alat/produk elektronika.Pada saat ini telah

banyak terjadi perubahan dan perkembangan tentang pemilihan bahan dan penemuan

penemuan baru.Makalah ini akan membahas bahan dasar yaitu Seng/Zinc/Zn.

Seng/Zinc/Zn adalah mineral yang terdapat di alam bebas yang berbaur dengan

mineral lain.Seng juga terdapat didalam tubuh manusia dan hewan.Didalam tubuh kita

Seng adalah zat yang dibutuhkan oleh tubuh manusia untuk membentuk enzim dan

hormon penting. Selain itu zinc juga berfungsi sebagai pemelihara beberapa jenis enzim,

hormon dan aktifitas indera pengecap atau lidah kita.Selain itu Seng juga dapat

menghambat proses penuaan pada kulit kita.

Secara umum dalam kehidupan sehari hari,Zinc/seng hanya dikenal dalam bentuk

pelat saja.Dalam industri Zink adalah bahan penting,contohnya pada pembuatan

kosmetik,sabun,cat,tinta,pengawet kayu,dan pembuatan baterai.Dalam penerpan sebagai

bahan dasar komponen elektronika,seng tidak dapat menjadi bahan tunggal,seng harus

dicampur dengan bahan lain.Contoh campuran seng adalah kalamin, franklinit,

smithsonit, willenit, zinkit,oxide dan Blende.Selain itu seng juga mempunyai keunggulan

dan kelemahan serta sifat sifat yang mendukungnya.

Namun selain itu Seng (atau zinc) adalah unsur kimia dengan lambang kimia Zn,

nomor atom 30, dan massa atom relatif 65,39.Seng tidak diperoleh dengan bebas di alam,

melainkan dalam bentuk terikat. Mineral yang mengandung seng di alam bebas antara

lain kalamin, franklinit, smithsonit, willenit dan zinkit.

Gambar 1:Atom zinc dan jumlah elektronnya

Secara kimia Zinc mempunyai keterangan yaitu;

Gambar 2:Tabel periodic kimia.

• Nama , Lambang, Nomor atom ;zink, Zn, 30

• Deret kimia logam ; transisi

• Golongan , Periode, Blok ; 12, 4, d

• Penampilan ; abu-abu muda kebiruan

• Massa atom ; 65,409(4) g/mol

• Konfigurasi elektron ; [Ar] 3d10 4s2

• Jumlah elektron tiap kulit ; 2, 8, 18, 2

• Struktur kristal ; heksagonal

• Bilangan oksidasi ; 2(Oksida amfoter)

• Elektronegativitas ; 1,65 (skala Pauling)

• Energi ionisasi ; pertama: 906,4 kJ/mol

ke-2: 1733,3 kJ/mol

ke-3: 3833 kJ/mol

• Jari-jari atom ; 135 pm

• Jari-jari atom (terhitung) ; 142 pm

• Jari-jari kovalen ; 131 pm

• Jari-jari Van der Waals ; 139 pm

(Wikimedia,2007.http://id.wikipedia.org/wiki/Zinc)

KEGUNAAN SENG/ZINC/Zn SECARA UMUM

Secara umum dalam kehidupan sehari hari,Zinc/seng hanya dikenal dalam bentuk

pelat saja.Dalam industri Zink mempunyai arti penting;

melapisi besi atau baja untuk mencegah proses karat digunakan untuk bahan

batere

zink dan alinasenya digunakan untuk cetakan logam, penyepuhan listrik dan

metalurgi bubuk

zink dalam bentuk oksida digunakan untuk industri kosmetik, plastik, karet,

sabun, pigmen dalam cat dan tinta

zink dalam bentuk sulfida digunakan untuk industri tabung televisi dan lampu

pendar

zink dalam bentuk klorida digunakan untuk pengawetan kayu.

← (Wikimedia,2008.http://id.wikipedia.org/wiki/Zinc)

Didalam makalah ini kita akan membahas Seng/Zn sebagi konduktor dan semikonduktor

didalam elektronika.

.

BAB II

PEMBAHASAN

Material bahan dalam elektornika sangatlah banyak,salah satunya adalah seng.

Zinc/Seng/Zn yang digunakan dalam elektronika;

Zinc Oxide(ZnO);

Zinc Oxide adalah material yang unik, memperlihatkan unsur-unsur bahan

semikonduktor, piezoelektrik dan pyroelektrik. karena itu sekarang popular diteliti

sebagai bahan masa depan untuk optoelektronik, sensors, tranduser, biomedicine seperti

UV light emitter, chemical and gas sensor, transparent electronics, piezo elektrik, surface

acoustic wavedevice, dan terutama untuk Light emitting diodes (LEDs).

Keuntungan Zinc oxide dari bahan-bahan semiknduktor pita lebar (wide band

semkonduktor) yang populer sebelumnya (SiC dan GaN) adalah selain karena dia bisa

dioperasikan dalam lingkungan yang keras dan bersuhu tinggi, juga Efisiensi Quantum

yang lebih tinggi, Resistansi yang lebih tinggi untuk keadaan radiasi energi tinggi, dan

kemungkinan peng-etsa-an dengan kimia basah (wet chemical etching).

Dengan teknik seperti Pulse Laser Desposition (PLD), Molecular Beam Epitaxy

(MBE), metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD), atau bahkan reactive

sputtering ZnO dengan kualitas baik dapat dibuat dalam temperature lebih rendan

daripada GaN, ini memungkinankan untuk membuat transparent-junction pada substrate

yang murah seperti bahan gelas sehingga memungkinkan pembuatan UV laser atau LEDs

untuk sistem penyimpanan data kepadatan tinggi (High Density storage data system

LEDs) yang murah.

Hanya sayangnya kelihatannya riset-riset belum berhasil membuat tipe-P dan

tipe-N bersama-sama, baru bisa dibuat tipe-P atau tipe-N saja, selain itu juga masih ada

hambatan dalam pembuatan devais yang bagus dan tahan uji (reliability).

Ditulis dari berbagai sumber oleh;Prapto Nugroho(http://www.te.ugm.ac.id/forum)

Zinc Oxide mempunyai spesifikasi;

1. Other names: Zinc white,calamine,Zincum oxydatum

2. Lambang:ZnO

3. Massa molar; 81,4084g/mol

4. Titik lebur; 4.606 C

5. Standard enthalpy of formation ΔfHo298; −348.0 kJ/mol

Standard molar entropy So298; 43.9 J.K−1.mol−1

Gambar:Mineral Oxide dan Struktur Oxide.

(http://www.te.ugm.org/oxide.html)

Proses untuk memperoleh Zinc Oxide;

Seng oksida seng (ZnO)decomposes ke uap dan oksigen hanya sekitar 1.975 ° C,

yang mencerminkan stabilitas yang cukup besar. Pemanasan dengan mengubah karbon

oksida seng ke [1]: ZnO + C → Zn + CO

Setelah pemanasan dengan magnesium, seng oksida berkurang explosively. Ia

tetap putih saat berhubungan dengan hidrogen sulfida, dimana mengkonversi ke sulfida:

ZnO + H 2 S → ZnS + H 2 O

Single-kristal ZnO hampir transparan.

Gunakan dalam Semikonduktor

ZnO adalah semikonduktor dengan energi 3,37 eV pada suhu kamar. Yang paling

umum adalah aplikasi di laser diodes dan lampu emitting diodes (LEDs) karena memiliki

exciton dan biexciton energi 60 meV dan 15 meV, masing-masing. Diharapkan ini

exciton properti ZnO akan ditingkatkan lebih lanjut oleh epitaxy.

Kebanyakan ZnO telah n-jenis karakter, bahkan karena tidak disengaja doping.

Asli cacat seperti oksigen kekosongan atau seng interstitials sering dianggap sebagai asal

ini, tetapi tetap kontroversial subjek. Alternatif penjelasan telah diajukan, berdasarkan

perhitungan teori.

n-jenis doped film yang sering digunakan dalam film tipis teknologi, di mana

seng oksida bertindak sebagai TCO (transparan melakukan oksida). n-jenis doping dapat

dengan pengenalan aluminum, indium, atau kelebihan seng [6]. p-jenis doping sulit, dan

saat ini aktif daerah penelitian, dengan arsenic sebagai calon terkemuka dopant [7]. Tipis-

film sel surya, LCD panel datar dan menampilkan aplikasi yang khas dari bahan ini.

Tepat doped ZnO dapat transparan dan arus listrik, dan karena itu dapat digunakan

sebagai transparan elektroda. Indium timah oksida (ITO) yang lain melakukan oksida

transparan sering digunakan dalam microelectronics.

(Sizelove, JR (1999). "Residual Asli dangkal Donor di ZnO".Helsinky)

Seng oksida nanorod Sensor

Seng oksida nanorod sensor atau ZnO nanorod sensor adalah seng oksida

nanowire berbasis nanosensors dikembangkan untuk mendeteksi keberadaan hidrogen

partikel di Ambient suhu [8] [9].

Spintronics

ZnO juga telah dipertimbangkan untuk spintronics aplikasi karena teori prediksi

dari suhu kamar ferromagnetism. Unsubstantiated laporan dari ferromagnetism telah

dibuat, namun kehadiran mencampuri magnetis Semikonduktor tetap menjadi pertanyaan

besar yang masih belum dijawab dalam fisika.

Piezoelektrik

Yang Piezoelektrik di tekstil serat lapis di ZnO telah mampu ditampilkan "sendiri-

powering nanosystems" sehari-hari dengan mekanik menekankan dihasilkan oleh angin

atau pergerakan tubuh.

Pada tahun 2008 Pusat Nanostructure karakterisasi di Institut Teknologi Georgia

melaporkan produksi listrik menghasilkan sebuah perangkat (disebut fleksibel biaya

pompa generator) menyampaikan alternating saat ini dengan memperluas dan merilis

oksida seng kawat. Ini mini-generator menciptakan sebuah tegangan bergerak ke sana ke

mari hingga 45 millivolts, mengkonversi dekat dengan tujuh persen diterapkan mekanis

menjadi energi listrik. Peneliti digunakan kawat dengan ukuran 200-300 microns dan

Diameter tiga sampai lima microns, tetapi perangkat ini dapat ditingkatkan skalanya

bawah untuk ukuran nanometer.

Pyroelectric koefisien

Dasar pyroelectric koefisien: -6,8 μC / m² K

Sekunder pyroelectric koefisien: -2,5 μC / m² K

Total pyroelectric koefisien: -9,4 μC / m² K

(Chen, Shen-Ming ,2008. "Nanostructured Seng oksida Partikel-partikel di kimiawi

Modified elektroda untuk Aplikasi Biosensor".Beijing)

Zinc Blende(ZnS);

Zinc Blende adalah mineral yang ketua bijih dari seng. Hal ini sebagian besar

terdiri dari seng sulfida dalam kristal formulir tetapi hampir selalu berisi variabel besi.

Ketika konten besi tinggi itu merupakan berbagai kegelapan hitam, marmatite. Biasanya

ditemukan dalam asosiasi dengan Galena, pyrite, dan lain sulfides bersama calcite,

dolomit, dan fluorite. Mineral yang crystallizes di kubik sistem kristal. Dalam struktur

kristal, seng dan belerang atom adalah tetrahedrally dikoordinasikan. Struktur ini erat

kaitannya dengan struktur berlian. Yang bersegi enam analog dikenal sebagai wurtzite

struktur. Kisi-kisi yang konstan untuk seng sulfida dalam struktur kristal zincblende

adalah 0,596 nm, dihitung dari geometri dan ionis radii dari 0,074 nm (seng) dan 0,184

nm (sulfida). Ini bentuk ABCABC lapisan.

Warnanya biasanya kuning, coklat, atau abu-abu-abu-abu ke hitam, dan mungkin

mengkilat atau kalis. Yang gemerlapan adalah adamantine, resinous untuk submetallic

tinggi untuk varietas besi. Memiliki lampu kuning atau coklat coret, sebuah kekerasan

3,5 - 4, dan berat jenis dari 3.9-4.1. Beberapa spesimen memiliki merah iridescence

dalam abu-abu-hitam kristal; ini disebut "rubi sphalerite." Yang pucat kuning dan merah

varietas punya sedikit besi dan transparan. Yang lebih gelap kabur varietas berisi lebih

banyak besi. Beberapa spesimen juga neon di ultraungu cahaya. The refractive index

sphalerite (seperti diukur melalui sodium ringan, 589,3 nm) adalah 2,37. Sphalerite

crystallizes di isometric kristal dan mempunyai sistem sempurna dodecahedral

perpecahan. Gemmy, pucat spesimen dari Franklin, New Jersey Jeruk sangat teduh dan /

atau longwave biru di bawah cahaya ultraungu dan dikenal sebagai cleiophane, yang

hampir murni ZnS beragam.

Model ikatan kuat dikembangkan untuk mengungkapkan sistematik dari pita-pita

valensi semikonduktor jenis Zinc Blende. Model ini mempunyai tujuh parameter, dua

dari parameter tersebut ditentukan dari spektrum energi puncak penyerapan optik dan

konstanta dielektrik. Parameter lainnya ditentukan dari harga eigenvalue eksperimental

semikonduktor golongan IV di titik simetri tertentu, dan dari harga suku atomik Herman-

Skillman. Dari model ini diperoleh kaidah-kaidah tentang hubungan antara pita valensi

dan kaidah sifat energi pita valensi dari material, ke material semikonduktor jenis Zinc

Blende. Hasil mengenai pita energi model ini ternyata sesuai dengan EPM (Emperical

Pseudopotensial Method).

Gambar:Mineral Blended an Struktur Blende.

(Nining maida,2007.http://www.itb.medialibrary/zinc/blede.html)

BAB IIISIFAT BAHAN

a.Keunggulan Zinc

Keunggulan bahan Zinc (Zn) adalah Zinc memiliki sifat anti oksidan,anti oksidasi

membuat bahan dari zinc mempunyai usia pakai yang relative lama dari bahan yang lain

seperti keramik dan alumunium.Zinc juga memiliki sifat antiwear sehingga zinc menjadi

kuat.Bahan yang terbuat dari Zinc biasanya tahan api dan tidak mudah berkarat bila

digunakan untuk melapisi besi.

Pada saat ini,banyak yang lebih memilih seng sebagai bahan campuran

utama,didalam elektronika bahan dari seng sudah lebih sering digunakan sebagai

konduktor dan semikonduktor.Lagipula pada zaman sekarang seng sudah mudah

didapatkan.

(tradeoffers.2006.seng.http://www.jakarta.indonetwork.or.id)

b.Kelemahan Zinc

Kelemahan bahan dari zinc adalah Zinc tidak didapat dari alam bebas dan tidak

bias mengambilnya begitu saja secara bebas.Pada dasarnya Zinc diperolah dari alam

berupa mineral yang masih bercampur dengan mineral lain.Untuk mendapatkan Zinc

yang murni harus melalui proses tambang dan proses kimia yang melalui banyak

proses,salah satu contohnya adalah proses penyubliman dan direaksikan dengan boraks.

Hal inilah yang bisanya menjadi sebab untuk beralih ke bahan lain yang lebih

mudah untuk didapat untuk menjadi bahan dalam elektronika.Padahal seng tidak kalah

baik untuk menjadi bahan bila dibandingkan dengan keramik,polymer dan alumunium.

(Kusmono,Yudo,mineralogy Dasar,Bandung:Binacipta,1986)

c.Sifat Chemis

Berdasarkan data dari United State Environmetal Agency (USEPA), logam berat

y yang berbahaya diantaranya adalah antimon (Sb), arsenik (As), berilium (Be), kadmium

(Cd), kromium (Cr), tembaga (Cu), timbal (Pb), merkuri (Hg), nikel (Ni), selenium (Se),

kobalt (Co), dan seng (Zn). Secara kimia logam berat ini berbahaya karena tidak dapat

didegradasi, memiliki sifat toksisitas (racun) pada mahluk hidup walaupun pada

konsentrasi yang rendah, dan dapat terakumulasi dalam jangka waktu tertentu.

Dari berbagai penelitian di ketahui bahwa berbagai Seng/zinc baik dalam keadaan

hidup (sel hidup) maupun dalam bentuk sel mati (biomassa) dan biomassa mempunyai

mobilitas untuk melepas ion ion elektrik dengan cepat. Logam Zn mempunyai fungsi

yang dapat melakukan pengikatan dengan ion logam yang lain. gugus fungsi tersebut

terutama gugus karboksil, hidroksil, amina, sulfudril, imadazol, sulfat dan sulfonat.

(Sinly Evan Putra, Buhani, Suharso.2007.http://www.chemis.org)

d.Sifat Mekanis

Secara mekanis seng memang buruk,namun bila dipadu dengan bahan lain seperti

paduan tembaga seng yang dicampur unsur ke tiga akan menghasilkan sifat ketahanan

korosi, ketahanan aus dan sifat mampu mesin.Unsur-unsur yang dipadu terutama Mn, Sn,

Fe, Al,Ni dan Pb. Unsur-unsur ini larut padat dalam α dan β, sehingga tidak membentuk

fasa baru hanya mengubah perbandingan antara fasa α dan β.

Gambar; diagram fasa Tembaga – Seng/Zn

Diagram Fasa Cu-Zn terdiri dari enam fasa yaitu α, β, δ, γ, ε, dan η. Dari semua

fasa itu yang penting secara industri adalah logam kuningan dengan fasa α, dan β. fasa α

mempunyai struktur FCC dan β mempunyai struktur BCC ada juga fasa β’ dengan kisi

super.Dari diagram fasa untuk paduan tembaga seng 70%-30 %, fasa α merupakan

fasa lunak dan mudah dikerjakan, sedangkan paduan tembaga seng 60 – 40, adalah

merupakan fasa α + β yang mempunyai kekuatan tinggi dan paduan ini mempunyai

kekuatan tarik yang tinggi.Tabel dibawah adalah bahan campuran Cu-Zn dengan titik

leburnya.

Proses perlakuan panas paduan dengan suhu 400o C dan media pendinginan yang

beragam juga akan mempengaruhi tingkat kekerasan paduan.Proses perlakuan panas

menyebabkan tingkat kekerasan material lebih merata hal ini disebabkan karena

konsentrasi unsur pada produk awal seragam di setiap tempat. Kondisi penyebaran

unsur Zn, Pb dan Sn lebih merata pada paduan yang diberikan proses perlakuan panas

dengan media pendingin Oli (minyak).

Untuk lebih meningkatkan tingkat keseragaman penyebaran unsur Pb, Sn dan Zn

pada hasil produk industri kecil, harus dilakukan perbaiki kelemahan yang terjadi pada

saat pengecoran, seperti teknik penuangan, kontrol suhu dan proses pencetakan, sehingga

dihasilkan material yang lebih baik, kekerasan permukaan meningkat jika dibandingkan

dengan produk semula.

(Hardianto, Ian S.2000.Analisa Sifat Mekanik Bahan Paduan Tembaga-Seng,Surabaya)

f.Sifat Fisis

Secara fisis atau fisik seng/zinc/Zn mempunyai cirri-ciri;

Ciri-ciri fisik

Fase padat

Massa jenis (sekitar suhu kamar) 7,14 g/cm³

Massa jenis cair pada titik lebur 6,57 g/cm³

Titik lebur692,68 K(419,53 °C, 787,15 °F)

Titik didih1180 K(907 °C, 1665 °F)

Kalor peleburan 7,32 kJ/mol

Kalor penguapan 123,6 kJ/mol

Kapasitas kalor (25 °C) 25,390 J/(mol·K)

Tekanan uap

P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k

pada T/K 610 670 750 852 990 (1185)

Sifat magnetik diamagnetik

Resistivitas listrik (20 °C) 59,0 nΩ·m

Konduktivitas termal (300 K) 116 W/(m·K)

Ekspansi termal (25 °C) 30,2 µm/(m·K)

Kecepatan suara(pada wujud kawat)

(suhu kamar)(kawat tergulung) 3850 m/s

Modulus Young 108 GPa

Modulus geser 43 GPa

Modulus ruah 70 GPa

Nisbah Poisson 0,25

Skala kekerasan Mohs 2,5

Kekerasan Brinell 412 MPa

(Wikimedia,2008.http://id.wikipedia.org//Zinc)

g.Sifat Energi

Secara umum energi seng yang berada didalam tubuh dapat menghambat proses

penuaan. Salah satu cara memperlambat proses penuaan ialah dengan mengkonsumsi

makanan yang mengandung zat gizi yang bersifat sebagai penetralisir reaktan radikal

bebas tersebut. Zat-zat tersebut antara lain: vitamin C, vitamin E, beta karoten, Zn, Se

dan Cu. Semua zat yang disebutkan tadi mempunyai sifat sebagai antioksidan dan

menetralisir reaksi radikal bebas. terutama bila belum terjadi kerusakan sel. Semua zat

tersebut harus diterima tubuh secara konsisten.

Secara elektronika Zinc/seng mempunyai kemmpuan untuk melepaskan ion

dengan kuat,padahal menurut volta tidak semua logam mempunyai kemampuan

melepaskan ion-ion electron sama besar.Daftar elemen yang di buat Volta membuktikan

bahwa seng (zn) lebih kuat melepaskan ion-ion electron dari logam (cu) atau tembaga.

Daftar volta, logam yang kuat melepaskan ion-ion electron disebelah kiri makin kekanan

adalah; Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Pt Au G

Salah satu contoh sifat energies Seng adalah Seng Galvanis yang mudah diperoleh

di sembarang tempat, percobaan untuk mengetahui energi listrik air laut ini juga

menggunakan katoda dari besi, stainles steel, dan seng (zn) murni. Dari percobaan yang

paling sederhana, ternyata dari Seng Galvanis, kita mendapat aurs listrik cukup besar.

Dan saat katoda mengguanka seng asli, energi yang dihasilkan menjadi lebih besar,

dalam arti lampu yang dijadikan indikatornya menyala lebih terang.

(jayadin.2007, bahanseng/Zn+dalam+elektronika.http://www.wordpress.com)

h.Sifat Ekonomis

Secara ekonomis seng adalah bahan yang sangat mahal.Hal ini disebabkan karena

seng tidak diperoleh secara bebas dialam,namun seng harus melalui proses kimia yang

bertahap untuk mendapat seng yang murni ataupun seng campuran.Dan tentunya prose

kimia tersebut harus memakan biaya yang tidak sedikit,olehkarena itu seng adalah bahan

yang mahal.Maka pada zaman dahulu seng jarang digunakan dalam pembuatan

komponen elektronia dan kebanyakan orang mengenal seng hanya sebatas berbentuk

pelat saja.Namun pada perkembangannya saat ini seng sudah sering digunakan,bahkan

sudah menjadi bahan penting dalam industri dan pertambangan.

BAB IVAPLIKASI

BATERAI

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Secara harfiah berarti baterai. Yang berfungsi sebagai media penyimpan dan

penyedia energi listrik. Sumber listrik yang digunakan sebagai pembangkit power dalam

bentuk arus searah (DC). Alat ini digunakan elektronika termasuk diantaranya komputer.

baterai merupakan sekumpulan sel-sel kimia yang masing-masing berisi dua electron

logem yang dicelupkan dalam larutan penghntar yang disebut elektrolit.Akibat reaksi-

reaksi kimia antara konduktor-konduktor dan elektrolit satu elektroda anoda bermuatan

positif dan lainnya,katoda ,menjadi bermuatan negatif.

Baterai terdiri dari tiga komponen penting, yaitu:

1. batang karbon sebagai anoda (kutub positif baterai)

2. seng (Zn) sebagai katoda (kutub negatif baterai)

3. pasta sebagai elektrolit (penghantar)

Baterai yang biasa dijual (disposable/sekali pakai) mempunyai tegangan listrik

1,5 volt. Baterai ada yang berbentuk tabung atau kotak. Ada juga yang dinamakan

rechargeable battery, yaitu baterai yang dapat diisi ulang, seperti yang biasa terdapat

pada telepon genggam. Baterai sekali pakai disebut juga dengan baterai primer,

sedangkan baterai isi ulang disebut dengan baterai sekunder

(Wikimedia,2007.http://www.wikipedia.org/baterai)Prinsip kerja baterai;

Baik baterai primer maupun baterai sekunder, kedua-duanya bersifat merubah

energi kimia menjadi energi listrik. Baterai primer hanya bisa dipakai sekali, karena

menggunakan reaksi kimia yang bersifat tidak bisa dibalik (irreversible reaction).

Sedangkan baterai sekunder dapat diisi ulang karena reaksi kimianya bersifat bisa dibalik

(reversible reaction).

baterai adalah perangkat yang mampu menghasilkan tegangan DC, yaitu dengan

cara mengubah energi kimia yang terkandung didalamnya menjadi energi listrik melalui

reaksi elektro kima, Redoks (Reduksi – Oksidasi). baterai terdiri dari beberapa sel listrik,

sel listrik tersebut menjadi penyimpan energi listrik dalam bentuk energi kimia.

Sel baterai tersebut elektroda – elektroda. Elektroda negatif disebut katoda, yang

berfungsi sebagai pemberi elektron. Elektroda positif disebut anoda yang berfungsi

sebagai penerima elektron. Antara anoda dan katoda akan mengalir arus yaitu dari kutub

positif (anoda) ke kutub negatif (katoda). Sedangkan electron akan mengalir dari ktoda

menuju anoda.

Terdapat 2 proses yang terjadi pada baterai :

Proses Pengisian : Proses pengubahan energi listrik menjadi energi kimia.

Proses Pengosongan : Proses pengubahan energi kimia menjadi energi listrik

Jenis Baterai

baterai dikelompokan menjadi 2 jenis yaitu :

baterai Primer yaitu baterai yang hanya digunakan satu kali, dan setelah habis

is (Recharge).

baterai Sakunder yaitu baterai yang bias digunakan berkali kali dengan

mengisi kembali muatannya, apabila telah habis energinya setelah dipakai

Baterai Primer

a. baterai Leclenche (Zn MnO2) baterai sel kering / Dry Cell

Merupakan jenis baterai yang banyak digunakan sejak beberapa puluh

tahun yng lalu. Satu sel baterai berkapasitas 1,5 volt. Kutub positif (Anoda)

mengunakan Zn Kutub negatip (Katoda) menggunakan MnO2 Pada suhu tingi

kapasitas sel leclanche akan turun dengan drastic, oleh sebab itu penyimpanan

baterai ini harus ditempat yang bersuhu rendah.

b. baterai sel kering Magnesium (MgMnO2)

Merupakan jenis baterai yang memiliki konstruksi serupa dengan baterai

seng. Memiliki kapasitas satu cell 1,5 volt. Kutub positip (Anoda) menggunakan

Mg Kutub negatif (Katoda) mengunakan MnO¬2 ¬ baterai ini memiliki kelebihan

kapasitas umur 2x sel kering dan stabil pada temperature tinggi. Adapun

kekurangannya yaitu, tidak bisa dibuat sekecil mungkin. Pada keadaan kerja akan

timbul Reaksi Parasitik akibat dari pembuangan gas hydrogen.

c. baterai MnO2 Alkaline

Sama seperti dua jenis baterai diatas dan memiliki kapasitas 1,5 volt, hanya

memiliki perbedaan pada segi konstruksi, elektrolitnya, dan tahanan dalamnya

lebih kecil. Baterai ini memiliki kelebihan yaitu :

Pada proses pemakaian akan tetap pada rating yang dimiliki meskipun

pemakaiannya tak menentu.

Pada pembebanan tingi dan terus menerus, mampu memberikan umur

pelayanan 2 – 10 kali pemakaian dari sel leclanche.

Sangat baik dioperasikan pada temperature rendah sampai -25 derajat

celcius.

Baterai yang sering digunakan adalah zinc-alcaline manganese oxide. zinc-

alcaline manganese oxide memberikan daya olebih per penggunaannya

dibandingkan baterai sekunder. zinc-alcaline manganese oxide mempunyai umur

(waktu hidup yang lama).

Rechargeable alcaline

baterai alcaline mempunyai umur(waktu hidup) yang panjang ,namun daur

hidupnya lebih pendek dari pada baterai sekunder lainnya.

d. Sel Merkuri

baterai ini pada Anoda menggunakan Zn dan pada katoda menggunakan Oksida

Merkuri. Dan pada elektrolit menggunakan Alkaline. Kapasitas maksimal stabil yaitu

1,35 volt, yang biasa digunakan pada tegangan referensi. Kapasitas dari baterai ini

dapat sampai 1,4 volt bila katodanya Oxida Merkuri atau Oxida Mangan. Dari segi

ukuran berdiameter dari 3/8- 1 inchi.

e. Sel oksida perak (AgO2)

baterai ini pada Katoda menggunakan serbuk elektroloit alkaline dan pada

Anoda menggunakan oksida perak. Teganagan pada Open Circuit yaitu1,6 volt

dan tegangan nominal pada beban sebesar 1,5 volt apabila katodanya oksida

merkuri atau oksida mangan. Dari segi ukuran baterai ini sebesar 0.3 – 0.5 inchi.

Biasa digunakan untuk kamera, alat bantu pendengaran dan jam elektronik.

f. baterai Litium

Jenis baru dari sel primer, yang mempunti tegangan out put yang tinggi,

memiliki umur yangf panjang, ringan dan kecil. Sehingga baterai ini digunakan

untuk pemakaian khusus.

Tegangan out put tanpa beban sebesar 2,9 volt atau 3,7 volt, tergantung dari

elektrolit yang digunakan. Penggunaan litium sangat terbatas, biasa digunakan

dalam bidang militer, karena apabila tidak hati hati dalam penggunaan bisa

meledak.

(sosro.2003.http://www.e-smartschool.com/pnu/008/baterai.htm)

ANODA

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Anoda adalah elektroda, bisa berupa logam maupun penghantar listrik lain, pada

sel elektrokimia yang terpolarisasi jika arus listrik mengalir ke dalamnya. Arus listrik

mengalir berlawanan dengan arah pergerakan elektron. Pada proses elektrokimia, baik sel

galvanik (baterai) maupun sel elektrolisis, anoda mengalami oksidasi.

Perlu diperhatikan bahwa tidak selalu anion (ion yang bermuatan negatif)

bergerak menuju anoda, ataupun tidak selalu kation (ion bermuatan positif) akan bergerak

menjauhi anoda. Pergerakan anion maupun kation menuju atau menjauh dari anoda

tergantung dari jenis sel elektrokimianya.

Pada sel galvanik atau pembangkit listrik (baterai), anoda adalah kutub

negatif. Elektroda akan melepaskan elektron menuju ke sirkuit dan karenanya

arus listrik mengalir ke dalam elektroda ini dan menjadikannya anoda dan

berkutub negatif. Dalam sel galvanik, reaksi oksidasi terjadi secara spontan.

Karena terus menerus melepaskan elektron anoda cenderung menjadi

bermuatan positif dan menarik anion dari larutan (elektrolit) serta menjauhkan

kation. Dalam contoh gambar diagram anoda seng (Zn) di kanan, anion adalah

SO4-2, kation adalah Zn2+ dan ZnSO4 elektrolit.

Pada sel elektrolisis, anoda adalah elektroda positif. Arus listrik dari kutub

positif sumber tegangan listrik luar (GGL) dialirkan ke elektroda sehingga

memaksa elektroda teroksidasi dan melepaskan elektron.

(Wikimedia,2000.http://www.wikipedia.org/anoda.html)

AMFOTERISME

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Dalam kimia, amfoter merujuk pada zat yang dapat bereaksi sebagai asam atau

basa. Perilaku ini terjadi bisa karena memiliki dua gugus asam dan basa sekaligus atau

karena zatnya sendiri mempunyai kemampuan seperti itu.

Zat amfoter yang klasik adalah asam amino, protein, dan air. Beberapa logam,

seperti seng, timah, aluminium, dan berilium, dapat membentuk oksida amfoterik.

Sebagai teladan, seng oksida (ZnO) bereaksi berbeda tergantung kemasaman larutan:

Dalam asam:

ZnO + 2H+ → Zn2+ + H2O

Dalam basa:

ZnO + H2O + 2OH- → [Zn(OH)4]2-

Gejala ini dapat dimanfaatkan untuk memisahkan kation dalam larutan, misalnya seng

dari mangan.

Contoh lain adalah air:

Sebagai basa:

H2O + HCl → H3O+ + Cl−

Sebagai asam:

H2O + NH3 → NH4+ + OH−

Tanah yang tua banyak mengandung aluminium sebagai sisa lempung. Aluminium

hidroksida [Al(OH)3] juga merupakan senyawa amfoter:

Sebagai basa:

Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O

Sebagai asam:

Al(OH)3 + NaOH → NaAl(OH)4

(Wikimedia,2004.http://www.wikipedia.org/amfoterisme.html)

NANOGENERATOR

SEORANG ilmuwan di Amerika Serikat telah membuat teknologi baru dalam hal

distribusi listrik. Peneliti bernama Profesor Zhong Lin Wang itu meneliti serabut sebesar

benang agar bisa menghantarkan listrik.

Zhong Lin Wang menyebut hasil penelitian itu sebagai microfiber nanogenerator.

Nanogenerator tersebut terdiri atas dua jenis serabut. Serabut pertama terbuat dari bahan

polymer. Polymer yang dimaksud adalah bahan seperti benang. Kemudian serabut itu

dilapisi zinc oxide.

Zinc oxide (ZnO) adalah suatu komposisi kimia yang terdiri atas bahan seng dan oksigen.

Bentuk alaminya seperti serbuk berwarna putih. Bahan kimia itu tidak larut dalam air,

namun pada cairan asam dan alkaline.

Serabut kedua masih tetap menggunakan bahan dasar polymer. Tapi, lapisan yang

digunakan menggunakan bahan emas. Itu dilakukan agar serabut bisa berfungsi maksimal

sebagai konduktor.

Nanogenerator dirancang untuk memanfaatkan energi dari sumber lingkungan. Seperti

ombak, ultrasonik, arus darah, atau getaran mekanis lain. Tegangan ataupun arus bisa

dihasilkan apabila serabut berlapis emas digesekkan bersamaan ke serabut berpelindung

zinc oxide.

Akibat pengaruh pergeseran tubuh, kawat akan mengonversi gerakan mekanis ke dalam

bentuk listrik. Energi yang dihasilkan juga lumayan besar. Cukup untuk melakukan isi

ulang pada baterai seluler dan PMP (portable media player).

Nanogenerator itu bisa menghasilkan arus hingga 800 nanoamperes dan tegangan sebesar

20 millivolts. Selain itu, daya yang dihasilkan bisa mencapai 80 miliwatt

(Zhong Lin Wang ,2006.http://www.rsc.cn.org/nanotechnology.html)

Gambar ; Profesor Zhong Lin Wang dan Nanogenerator

Gambar; grafik output yang dihasilkan Nanogenerator

V.PENUTUP dan KESIMPULAN

Mineral atau material seng tidak kalah unggul dengan bahan lain meskipun dalam

penggunaannya harus dipadu dengan bahan lain.Seng mempunyai sifat mekanis yang

kuat apalagi bila dipadu dengan (Cu) tembaga.Perlu dicatat seng adalah bahan yang dapat

melepas ion ion elektrik,dan serta sifat anti oksidan yang dapat menghambat penuaan

dalam tubuh dan anti baker/tahan api bila digunakan dalam elektronika.

Sekarang ini Seng sudah tidak asing lagi,walaupun masih dikenal sebatas

berbentuk pelat saja.Seng telah diteliti oleh para ilmuwan dan dikembangkan sebagai

bahan alternative.Salah satu contohnya adalah Nanogenerator yang ditemukan oleh

Profesor Zhong Lin Wang,Nanogenerator adalah alat pembangkit energi yang dapat

menhasilkan arus hingga 800 nanoamperes dan tegangan sebesar 20 millivolts.

Oleh karena itu kita tidak bolae mengabaikan Seng sebagai pendukung

perkembangan elektronika .apalagi seng adalah bahan yang belum diketahui secara

keseluruhan tentang keunggulannya.

VI.DAFTAR PUSTAKA

Wikimedia,2007.http://id.wikipedia.org/wiki/Zinc

Wikimedia,2008.http://id.wikipedia.org/wiki/Zinc

Prapto Nugroho.http://www.te.ugm.ac.id/forum

Sizelove, JR (1999). "Residual Asli dangkal Donor di ZnO".Helsinky

Chen, Shen-Ming ,2008. "Nanostructured Seng oksida Partikel-partikel di kimiawi Modified

elektroda untuk Aplikasi Biosensor".Beijing

Nining maida,2007.http://www.itb.medialibrary/zinc/blede.html

Jayadin.2007, bahanseng/Zn+dalam+elektronika.http://www.wordpress.com

Kusmono,Yudo,mineralogy Dasar,Bandung:Binacipta,1986

Sinly Evan Putra, Buhani, Suharso.2007.http://www.chemis.org

Hardianto, Ian S.2000.Analisa Sifat Mekanik Bahan Paduan Tembaga-Seng,Surabaya

Wikimedia,2008.http://id.wikipedia.org//Zinc

Tradeoffers.2006.seng.http://www.jakarta.indonetwork.or.id

Wikimedia,2007.http://www.wikipedia.org/baterai

sosro.2003.http://www.e-smartschool.com/pnu/008/baterai.htm

Wikimedia,2000.http://www.wikipedia.org/anoda.html

Wikimedia,2004.http://www.wikipedia.org/amfoterisme.html

Zhong Lin Wang ,2006.http://www.rsc.cn.org/nanotechnology.html

LAMPIRAN

Gambar:struktur oxide dengan penglihatan microscop

Gambar: fisik ato Zinc dan perubahan bentuknya

Gambar:Sturktur atom zinc dan kerapatannya.