makalah unsur logam golongan viii b
DESCRIPTION
PendidikaTRANSCRIPT
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)
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)
· 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)
· 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)
· 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.
Gambar 3. Tipikal pembuatan ferronickel
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)
· 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)
· 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
http://bagus-edi-anggianto.blogspot.com/2011/08/seputar-cobalt-kobalt-dan-paduannya.htmlhttp://blogibnuseru.blogspot.com/2011/12/kobalt-sejarah-ciri-dan-sifat-manfaat.htmlhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kobalhttp://id.wikipedia.org/wiki/rodiumhttp://id.wikipedia.org/wiki/iridiumhttp://id.wikipedia.org/wiki/nikelhttp://id.wikipedia.org/wiki/paladiumhttp://id.wikipedia.org/wiki/platina