Magnesium (Mg)

Definisi Magnesium (Mg)

Magnesium adalah unsur kedelapan yang paling berlimpah dan merupakan sekitar 2%

dari berat kerak bumi dan merupakan unsur yang paling banyak ketiga terlarut dalam air laut.

Magnesium sangat melimpah di alam dan ditemukan dalam bentuk mineral penting didalam

bebatuan, seperti dolomit, magnetit, dan olivin. Ini juga ditemukan dalam air laut, air asin bawah

tanah dan lapisan asin.

Magnesium ini adalah logam struktural ketiga yang paling melimpah di kerak bumi,

hanya dilampaui oleh aluminium dan besi. Amerika Serikat secara umum menjadi pemasok

utama dunia logam ini. Amerika Serikat memasok 45% dari produksi dunia, bahkan pada tahun

1995 Dolomit dan magnesit ditambang sampai sebatas 10 juta ton per tahun, di negara-negara

seperti Cina, Turki, Korea Utara, Slowakia, Austria, Rusia dan Yunani.

Aplikasi senyawa Magnesium digunakan sebagai bahan tahan api dalam lapisan dapur

api untuk menghasilkan logam (besi dan baja, logam nonferrous), kaca, dan semen. Dengan

kepadatan hanya dua pertiga dari aluminium, magnesium memiliki banyak aplikasi dalam kasus

di mana berat yang ringan sangat penting, yaitu dalam konstruksi pesawat terbang dan rudal. Ia

juga memiliki banyak kegunaan kimia dan sifat metalurgi yang baik, sehingga membuatnya

sesuai untuk berbagai aplikasi non-struktural lainnya.

Magnesium banyak digunakan dalam industri dan pertanian. Kegunaan lain meliputi:

penghapusan bentuk belerang besi dan baja, pelat photoengraved dalam industri percetakan,

mengurangi agen untuk produksi uranium murni dan logam lainnya dari garamnya, fotografi

senter, flare, dan kembang api.

Magnesium adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki symbol Mg dan

nomor atom 12 serta berat atom 24,31. Magnesium adalah elemen terbanyak kedelapan yang

membentuk 2% berat kulit bumi, serta merupakan unsur terlarut ketiga terbanyak pada air laut.

Logam alkali tanah ini terutama digunakan sebagai zat campuran (alloy) untuk membuat

campuran alumunium-magnesium yang sering disebut "magnalium" atau "magnelium".

Magnesium merupakan salah satu jenis logam ringan dengan karakteritik sama dengan

aluminium tetapi magnesium memiliki titik cair yang lebih rendah dari pada aluminium. Seperti

pada aluminium, magnesium juga sangat mudah bersenyawa dengan udara (Oksigen).

Perbedaannya dengan aluminium ialah dimana magnesium memiliki permukaan yang keropos

yang disebabkan oleh serangan kelembaban udara karena oxid film yang terbentuk pada

permukaan magnesium ini hanya mampu melindunginya dari udara yang kering. Unsur air dan

garam pada kelembaban udara sangat mempengaruhi ketahanan lapisan oxid pada magnesium

dalam melindunginya dari gangguan korosi. Untuk itu benda kerja yang menggunakan bahan

magnesium ini diperlukan lapisan tambahan perlindungan seperti cat atau meni.

Magnesium murni memiliki kekuatan tarik sebesar 110 N/mm2 dalam bentuk hasil

pengecoran (Casting), angka kekuatan tarik ini dapat ditingkatkan melalui proses pengerjaan.

Magnesium bersifat lembut dengan modulus elastis yang sangat rendah. Magnesium memiliki

perbedaan dengan logam-logam lain termasuk dengan aluminium, besi tembaga dan nikel dalam

sifat pengerjaannya dimana magnesium memiliki struktur yang berada didalam kisi hexagonal

sehingga tidak mudah terjadi slip. Disamping itu, presentase perpanjangannya hanya mencapai

5% dan hanya mungkin dicapai melalui pengerjaan panas.

Sifat Fisik Magnesium (Mg)

Titik Cair, K = 922 K

Titik Didih, K = 1380 K

Energi Ionisasi = 1 738 kJ/mol

Energi Ionisasi = 11 1450 kJ/mol

Kerapatan massa (ρ) = 1,74 g/cm3

Jari-jari atom = 1,60 A

Kapasitas Panas = 1,02 J/gK

Potensial Ionisasi = 7,646 Volt

Konduktivitas Kalor = 156 W/mK

Entalpi Penguapan = 127,6 kJ/mol

Entalpi Pembentukan = 8,95 kJ/mol

Sifat Kimia Magnesium (Mg)

1. Magnesium oksida merupakan oksida basa sederhana.

2. Reaksi dengan air : MgO + H2O Mg(OH)2

3. Reaksi dengan udara : Menghasilkan MO dan M3N2 jika dipanaskan.

4. Reaksi dengan Hidrogen : Tidak bereaksi

5. Reaksi dengan klor : M + X2 (dipanaskan) MX2

(garam)

Sifat mekanik Magnesium (Mg)

Rapat massa magnesium adalah 1,738 gram/cm3. Magnesium murni memiliki kekuatan

tarik sebesar 110 N/mm2 dalam bentuk hasil pengecoran (Casting).

Proses Pembuatan Magnesium (Mg)

Magnesium adalah elemen logam terbanyak ketiga (2%) di kerak bumi setelah besi dan

aluminium. Kebanyakan magnesium berasal dari air laut yang mengandung 0,13% magnesium

dalam bentuk magnesium klorida. Pertama kali diproduksi pada tahun 1808, logam magnesium

dapat didapat dengan cara electrolitik atau reduksi termal. Pada metode elektrolisis, air laut

dicampur dengan kapur (kalsium hidroksida) dalam tangki pengendapan.Magnesium hidroksida

presipitat mengendap, disaring dan dicampur dengan asam klorida.Larutan ini mengalami

elektrolisis (seperti yang dilakukan pada aluminium); agar eksploitasi menghasilkan logam

magnesium, yang kemudian dituang/dicor menjadi batang logam untuk diproses lebih lanjut ke

dalam berbagai bentuk.

Dalam metode reduksi thermal, batuan mineral yang mengandung magnesium (dolomit,

magnesit, dan batuan lainnya) dibagi dengan reduktor (seperti ferrosilicon serbuk, sebuah paduan

besi dan silikon), dengan memanaskan campuran di dalam ruang vakum. Sebagai hasil reaksi ini,

wujud uap dari magnesium, dan uap tersebut mengembun menjadi kristal magnesium. Kristal ini

kemudian meleleh, halus, dan dituang menjadi batang logam untuk diproses lebih lanjut ke dalam

berbagai bentuk.

Aplikasinya Magnesium (Mg)

Magnesium (Mg) adalah logam teknik ringan yang ada, dan memiliki karakteristik

meredam getaran yang baik. Paduan ini digunakan dalam aplikasi struktural dan non-struktural

dimana berat sangat diutamakan. Magnesium juga merupakan unsur paduan dalam berbagai jenis

logam nonferro.

Paduan magnesium khusus digunakan di dalam pesawat terbang dan komponen rudal,

peralatan penanganan material, perkakas listrik portabel, tangga, koper, sepeda, barang olahraga,

dan komponen ringan umum. Paduan ini tersedia sebagai produk cor/tuang (seperti bingkai

kamera) atau sebagai produk tempa (seperti kontruksi dan bentuk balok/batangan, benda tempa,

dan gulungan dan lembar plat). Paduan magnesium juga digunakan dalam percetakan dan mesin

tekstil untuk meminimalkan gaya inersia dalam komponen berkecepatan tinggi.

Karena tidak cukup kuat dalam bentuk yang murni, magnesium dipaduankan dengan

berbagai elemen untuk mendapatkan sifat khusus tertentu, terutama kekuatan untuk rasio berat

yang tinggi. Berbagai paduan magnesium memiliki pengecoran, pembentukan, dan karakteristik

permesinan yang baik. Karena magnesium mengoksidasi dengan cepat (pyrophpric), ada

resiko/bahaya kebakaran, dan tindakan pencegahan yang harus diambil ketika proses permesinan,

grindling, atau pengecoran pasir magnesium. Meskipun demikian produk yang terbuat dari

magnesium dan paduannnya tidak menimbulkan bahaya kebakaran selama penggunaannya

normal.

Sifat-sifat mekanik magnesium terutama memiliki kekuatan tarik yang sangat rendah.

Oleh karena itu magnesium murni tidak dibuat dalam teknik. Paduan magnesium memiliki sifat-

sifat mekanik yang lebih baik serta banyak digunakan Unsur-unsur paduan dasar magnesium

adalah aluminium, seng dan mangan.

Penambahan Al diatas 11%, meningkatkan kekerasan, kuat tarik dan fluidity

(keenceran). Penambahan seng meningkatkan ductility (perpanjangan relative) dan castability

(mampu tuang). Penambahan 0,1 – 0,5 % meningkatkan ketahanan korosi. Penambahan sedikit

cerium, zirconium dan baryllium dapat membuat struktur butir yang halus dan meningkatkan

ductility dan tahan oksidasi pada peningkatan suhu. Berdasarkan hasil analisis terhadap diagram

keseimbangan paduan antara magnesium-aluminium dan magnesiumzincum, mengindikasikan

bahwa larutan padat dari magnesium-aluminium maupun magnesium zincum dapat meningkat

sesuai dengan peningkatan temperaturnya dimana masing-masing berada pada kadar yang sesuai

sehingga dapat “strengthening-heat treatment” melalui metoda pengendapan. Hanya sedikit

kadar “rare metal” (logam langka) dapat memberikan pengaruh yang sama kecuali pada silver

yang sedikit membantu termasuk pada berbagai jenis logam paduan lain melalui “ageing”.

Jenis-Jenis Magnesium (Mg)

1. Magnesium paduan tempa ( Wrought Alloys )

Magnesium paduan tempa dikelompokkan menurut kadar serta jenis unsure paduannya

yaitu :

a. Magnesium dengan 1,5 % Manganese

b. Paduan dengan aluminium , Seng serta manganese

c. Paduan dengan zirconium (paduan jenis ini mengandung kadar seng yang tinggi

sehingga dapat dilakukan proses perlakuan panas.

d. Paduan dengan Seng, zirconium dan thorium (creep resisting-alloys)

2. Penandaan paduan magnesium

Paduan Magnesium ditetapkan sebagai berikut:

a. Satu atau dua huruf awalan, menunjukkan elemen paduan utama.

b. Dua atau tiga angka, menunjukkan persentase unsur paduan utama dan dibulatkan ke

desimal terdekat.

c. Huruf abjad (kecuali huruf I dan O) menunjukkan standar paduan dengan variasi kecil

dalam komposisi.

d. Simbol untuk sifat material, mengikuti sistem yang digunakan untuk paduan aluminium.

e. Sebagai contoh, ambil paduan AZ91C-T6:

− Unsur-unsur paduan utama adalah aluminium (A sebesar 9%, dibulatkan) dan seng (Z

sebesar 1%).

− Huruf C, huruf ketiga dari alfabet, menunjukkan bahwa paduan ini adalah yang ketiga

dari satu standar (kemudian dari A dan B, yang merupakan paduan pertama dan

kedua yang standar, berturut-turut).

− T6 paduan menunjukkan bahwa larutan ini telah direaksikan dan masa artifiasial.

3. Magnesium paduan Cor (Cast Alloys)

Paduan ini dapat dikelompokan kedalam :

a. Paduan dengan aluminium, zincum dan manganese. Paduan cor ini merupakan paduan

yang yang bersifat “heat tretable – alloys”.

b. Paduan dengan zirconium, zincum dan thorium, paduan dengan unsure zirconium dan

thorium merupakan paduan cor yang bersifat heat treatable dan creep resisiting.

c. Paduan dengan zirconium dengan rare earth metal serta Silver merupakan paduan cor

yang dapat di-heat treatment.

d. Paduan dengan zirconium, beberapa dari paduan cor ini dapat di-heat treatment.

Timah Putih (Sn)

Definisi Timah Putih (Sn)

Timah dalam bahasa Inggris disebut sebagai Tin dengan symbol kimia Sn. Kata “Tin”

diambila dari nama Dewa bangsa Etruscan “Tinia”. 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 merupakan logam putih keperakan, logam yang mudah ditempa dan bersifat

fleksibel, memiliki struktur kristalin, akan tetapi bersifat mudah patah jika didinginkan. Timah

dibawah suhu 13,20C dan tidak memiliki sifat logam sama sekali. Timah biasa disebut sebagai

timah putih disebabkan warnanya putih mengkilap, dan memiliki struktur kristal tetragonal.

Tingkat resistansi transformasi dari timah putih ke timah hitam dapat ditingkatkan dengan

pencampuran logam lain pada timah seperti seng, bismuth, atau gallium.

Timah adalah unsur dengan jumlah isotop stabil yang terbanyak dimana jangkauan

isotop ini mulai dari 112 hingga 126. Dari isotop-isotop tersebut yang paling banyak jumlahnya

adalah isotop 120Sn dimana komposisinya mencapai 1/3 dari jumlah isotop Sn yang ada, 116Sn,

dan 118Sn. Isotop yang paling sedikit jumlahnya adalah 115Sn. Unsur timah yang memiliki jumlah

isotop yang banyak ini sering dikaitkan dengan nomor atom Sn yaitu 50 yang merupakan “magic

number” dalam pita kestabilan fisika nuklir. Beberapa isotop bersifat radioaktif dan beberapa

yang lain bersifat metastabil (dengan lambang m).

Seperti yang telah disebutkan diatas bahwa timah memiliki nomor atom 50 dan nomor

massa rata-rata adalah 118,71. Dengan nomor atom tersebut maka timah memiliki konfigurasi

electron [Kr] 5s2 4d10 5p2. Dalam sistem tabel periodic timah berada pada golongan utama IVA

(atau golongan 14 untuk sistem periodic modern) dan periode 5 bersama dengan C, Si, Ge, dan

Pb. Timah menunjukkan kesamaan sifat kimia dengan Ge dan Pb seperti pembentukan keadaan

oksidasi +2 dan +4.

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

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

− Energi ionisasi 2           : 1411,8 kJ/mol

− Energi ionisasi 3           : 2943,0 kJ/mol

− Jari-jari atom               : 140 pm

− Jari-jari ikatan kovalen : 139 pm

− Jari-jari van der waals  : 217 pm

− Struktur kristal  : tetragonal (Sn putih) kubik diamond (Sn abu-abu)

− Konduktifitas termal    : 66,8 W/mK

− Timah merupakan logam lunah, fleksibel, dan warnanya abu-abu metalik.

− Timah tidak mudah dioksidasi dan tahan terhadap korosi disebabkan terbentuknya lapisan

oksida timah yang menghambat proses oksidasi lebih jauh. Timah tahan terhadap korosi air

distilasi dan air laut, akan tetapi dapat diserang oleh asam kuat, basa, dan garam asam.

Proses oksidasi dipercepat dengan meningkatnya kandungan oksigen dalam larutan.

− Jika timah dipanaskan dengan adanya udara maka akan terbentuk SnO2.

− Timah ada dalam dua alotrop yaitu timah alfa dan beta. Timah alfa biasa disebut timah abu-

abu dan stabil dibawah suhu 13,2 C dengan struktur ikatan kovalen seperti diamond. 

Sedangkan timah beta berwarna putih  dan bersifat logam, stabil pada suhu tinggi, dan

bersifat sebagai konduktor.

− Timah larut dalam HCl, HNO3, H2SO4, dan beberapa pelarut organic seperti asam asetat

asam oksalat dan asam sitrat. Timah juga larut dalam basa kuat seperti NaOH dan KOH.

− Timah umumnya memiliki bilangan oksidasi +2 dan +4. Timah (II) cenderung memiliki

sifat logam dan mudah diperoleh dari pelarutan Sn dalam HCl pekat panas.

− Timah bereaksi dengan klorin secara langsung membentuk Sn (IV) klorida.

− Hidrida timah yang stabil hanya SnH4.

Pembentukan Timah

Timah terbentuk sebagai endapan primer pada batuan granit dan pada daerah sentuhan

batuan endapan metamorf yang biasanya berasosiasi dengan turmalin dan urat kuarsa timah, serta

sebagai endapan sekunder, yang di dalamnya terdiri dari endapan aluvium, eluvial, dan koluvium.

Genesis kehadiran timah bermula dengan adanya intrusi granit yang diperkirakan ± 222

juta tahun yang lalu pada Masa Triassic Atas, Magma yang bersifat asam mengandung gas SnF4,

yang melalui proses pneumatolitik hidrotermal menerobos dan mengisi celah retakan, di mana

terbentuk reaksi dasar: SnF4 + H2O SnO2 + HF2.     

Pada proses endapan timah melalui beberapa fase penting yang sangat menentukan

keberadaan timah itu sendiri, fase tersebut adalah, pertama adalah fase pneumatolitik, selanjutnya

melalui fase kontak pneumatolitik-hidrotermal tinggi dan fase terakhir adalah hipotermal sampai

mesotermal.Fase yang terakhir ini merupakan fase terpenting dalam penambangan karena

mempunyai arti ekonomi, dimana larutan yang mengandung timah dengan komponen utama

silica (Si02) mengisi perangkap pada jalur sesar, kekar dan bidang perlapisan. Sampai ini ada dua

jenis utama timah yang berdasarkan proses terbentuknya yaitu timah primer dan timah sekunder.

Endapan timah primer pada umumnya terdapat pada batuan granit daerah sentuhannya,

sedangkan endapan timah sekunder kebanyakan terdapat pada sungai-sungai tua dan dasar

lembah baik yang terdapat di darat maupun di laut. Produksi delapan puluh persen dari endapan

timah sekunder yang merupakan hasil proses pelapukan endapan timah primer, sedangkan

sisanya ada dua puluh persen berasal dari endapan timah primer itu sendiri. kedua timah jenis

tersebut dibedakan atas dasar proses terbentuknya (genesa).

Tipe kuarsa-kasiterit dan greisen merupakan tipe mineralisasi utama yang membentuk

sumber daya timah putih pada jalur timah yang menempati Kepulauan Riau hingga Bangka-

Belitung. Jalur ini dapat dikorelasikan dengan “Central Belt” di Malaysia dan Thailand (Mitchel,

1979).

Mineral utama yang terkandung di dalam bijih timah berupa kasiterit, sedangkan pirit,

kuarsa, zirkon, ilmenit, galena, bismut, arsenik, stibnit, kalkopirit, xenotim, dan monasit

merupakan mineral ikutan. Timah putih dalam bentuk cebakan dijumpai dalam dua tipe, yaitu

cebakan bijih timah primer dan sekunder. Pada tubuh bijih primer, kandungan kasiterit terdapat

pada urat maupun dalam bentuk tersebar.

Proses oksidasi dan pengaruh sirkulasi air yang terjadi pada cebakan timah primer pada

atau dekat permukaan menyebabkan terurainya penyusun bijih timah primer. Proses tersebut

menyebabkan juga terlepas dan terdispersinya timah putih, baik dalam bentuk mineral kasiterit

maupun berupa unsur Sn.

Proses pelapukan, erosi, transportasi dan sedimentasi yang terjadi terhadap cebakan bijih

timah putih pimer menghasilkan cebakan timah sekunder, yang dapat berada pada tanah residu

maupun letakan sebagai endapan koluvial, kipas aluvial, aluvial sungai maupun aluvial lepas

pantai. Tubuh bijih primer yang berpotensi menghasilkan sumber daya cebakan timah letakan

ekonomis adalah yang mempunyai dimensi sebaran permukaan erosi luas sebagai sumber

dispersi.

Manfaat Unsur Timah

Data pada tahun 2006 menunjukkan bahwa logam timah banyak dipergunakan untuk

solder(52%), industri plating (16%), untuk bahan dasar kimia (13%), kuningan & perunggu

(5,5%), industri gelas (2%), dan berbagai macam aplikasi lain (11%).

Sumber Sn ( Timah Putih ) di Bumi           

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.  

Kromium (Cr)

Definisi Kromium (Cr)

Kromium adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Cr

dan nomor atom 24. Kromium merupakan logam keras yang tahan karat. Unsur kromium

mempunyai bilangan oksidasi +2, +3, dan +6. Senyawa kromium dengan bilangan oksidasi +3

berupa kromium (III) oksida (Cr2O3) yang merupakan bubur berwarna biru dan berupa kromium

hidroksida (Cr(OH)3) yang berwarna hijau. Cr(III) dalam larutan asam berupa ion Cr(H2O)63+,

sedangkan dalam larutan yang basa berupa ion Cr{(OH)5(H2O)}2-dan CR(OH)63- Cr(VI) dalam

larutan asam (pH lebih kecil dari 6) berupa ion HCrO4- dan Cr2OH4

2- yang berwarna jingga,

sedangkan dalam larutan basa berupa ion CrO42- yang berwarna kuning. Pada pH yang rendah

(sangat asam) hanya ion Cr2O72- yang ada di dalam larutan. Logam kromium reaktif terhadap

oksigen dan membentuk oksida yang berupa lapisan tipis dipermukaan logam. Lapisan tersebut

dapat melindungi logam dari oksidasi lebih lanjut.

Kromium dapat ditemukan di udara, tanah, dan air setelah rilis dari manufaktur,

penggunaan, dan pembuangan dari kromium berbasis produk, dan selama proses manufaktur.

Kromium biasanya tidak tetap di udara, tetapi didepositkan ke dalam tanah dan air. Kromium

dapat dengan mudah beralih dari satu bentuk lain dalam air dan tanah, tergantung pada kondisi

sekarang. Meskipun tidak ada resiko dari pencemaran kromium dalam skala yang besar, namun

penyebaran atau perembesan logam kromium ke tanah, atau air dapat mengakibatkan

berlebihannya jumlah pencemar krom ini pada sirkulasi biokimia.

Senyawa kromium masing – masing mempunyai peranan yang berbeda di lingkungan

dan efek yang berbeda pula terhadap kesehatan manusia sesuai dengan bilangan oksidasinya.

Dilaporkan bahwa krom (VI) merupakan senyawa krom yang paling berbahaya (misalnya Kalium

Chromat K2CrO4 atau CrO3).

Kromium trivalen (Cr(III), atau Cr3+) diperlukan dalam jumlah kecil

dalam metabolisme gula pada manusia. Kekurangan kromium trivalen dapat menyebabkan

penyakit yang disebut penyakit kekurangan kromium (chromium deficiency).

Tingkat karacunan krom pada manusia diukur melalui kadar atau kandungan krom

dalam urine. Oleh karena itu, krom merupakan logam yang sangat beracun dan sangat berbahaya

bagi kesehatan manusia.

Logam krom merupakan logam yang berharga tetapi memiliki kadar racun yang tinggi,

sehingga pemisahan dan recovery dari limbah sangat penting dilakukan. Salah satu metode yang

dapat digunakan untuk pemisahan dan recovery logam krom adalah membran cair berpendukung

(Supported Liquid Membrane, SLM).

Kromium merupakan logam tahan korosi (tahan karat) dan dapat dipoles menjadi

mengkilat. Dengan sifat ini, kromium (krom) banyak digunakan sebagai pelapis pada ornamen-

ornamen bangunan, komponen kendaraan, seperti knalpot pada sepeda motor, maupun sebagai

pelapis perhiasan seperti emas, emas yang dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan

emas putih. Dalam industry baja kromium digunakan sebagai bahan dasar pembuatan baja tahan

karat.

Sifat-Sifat Kromium

Keterangan umum unsur:

- Nama unsur , lambang, no. atom : Kromium, Cr, 24

- Deret kimia : Logam transisi

- Golongan, periode, blok : VIB, 4, d

- Berat atom : 51.996 g/mol

- Konfigurasi elektronik : [18Ar] 3d5 4s1

- Jumlah elektron tiap kulit : 2, 8, 13, 1

Sifat Fisik

- Fase = padat

- Logam kristalin putih keperakan, tidak berbau, mengkilap, tidak berasa

- Keras tetapi rapuh

- Tidak korosif

- Keregangan tinggi

- Titik leleh = 2180 K (1907oC, 3465oF)

- Titik didih = 2944 K (2671oC, 4840oF)

- Densitas/g cm-3 = 7.15 g/cm3

- Kalor peleburan = 21.0 kJ/mol

- Kalor penguapan = 339.5 kJ/mol

- Kapasitas kalor = (25oC) 23.35 J/(mol.K)

- Kelimpahan/ppm = 122 ppm

Sifat Kimia

− Struktur Kristal : cubic body centered

− Bilangan oksidasi : 6, 5, 4, 3, 2, 1, -1, -2

− Bilangan oksidasi yang stabil ialah 6, 3, 2

− Elektronegativitas : 1.66 (skala Pauling)

− Energi ionisasi : ke-1: 652.9 kJ/mol

ke-2: 1590.6 kJ/mol

ke-3: 2987 kJ/mol

− Jari-jari atom : 1.172Å

Kromium tidak larut dalam air dan asam nitrat, larut dalam asam sulfat encer dan asam

klorida. Kromium tidak dapat bercampur dengan basa, oksidator, halogen, peroksida dan logam-

logam. Kromium dapat menyala atau mudah menyala, dapat terbakar secara spontan apabila

terpapar di udara atau bila debu kromium bercampur dengan udara dapat terbakar atau meledak.

Sifat Mekanik

Sifat magnetik AFM (rather: SDW)

Resistivitas listrik (20 °C) 125 nΩ·m

Konduktivitas termal (300 K) 93.9 W/(m·K)

Ekspansi termal (25 °C) 4.9 µm/(m·K)

Kecepatan suara (kawat tipis) (20 °C) 5940 m/s

Modulus Young 279 GPa

Modulus Geser 115 GPa

Modulus Ruah 160 GPa

Nisbah poisson 0.21

Skala kekerasan Mohs 8.5

Kekerasan Vickers 1060 MPa

Kekerasan Brinell 1120 MPa

Sumber dan Pembuatan Kromium

Bijih utama khrom adalah khromit, yang ditemukan di Zimbabwe, Rusia, Selandia Baru,

Turki, Iran, Albania, Finlandia, Republik Demokrasi Madagaskar, dan Filipina. Logam ini

biasanya dihasilkan dengan mereduksi khrom oksida dengan aluminum.

Logam Cr murni tidak penah ditemukan di alam. Logam ini ditemukan dalam bentuk

persenyawaan padat atau mineral dengan unsur-unsur lain. Cr paling banyak ditemukan dalam

bentuk batuan besi krom atau kromit FeCr2O4. Untuk produksi kromium murni, besi dipisahkan

dari kromium dalam proses dua tahap, pemanggangan dan pencucian. Bijih kromit dipanaskan

dengan campuran kalsium karbonat dan natrium karbonat dengan adanya udara. Kromium

teroksidasi dengan bentuk heksavalen, sedangkan besi membentuk stabil Fe2O3. Pencucian

berikutnya pada temperatur yang lebih tinggi  dengan melarutkan kromat dan meninggalkan

oksida besi. Kromat ini diubah oleh asam sulfat ke dikromat dengan reaksi sebagai berikut :

4FeCr2O4 + 8Na2CO3 + 7O2 → 8Na2CrO4  + 2Fe2O3  + 8CO2

Na2CrO4  + H2SO4  → Na2Cr2O7  + Na2SO4  + H2O

Dikromat direduksi menjadi Cr(III) dengan karbon, yang kemudian direduksi dengan

aluminium (proses aluminotermit).

Na2Cr2O7 + 2C → Cr2O3 + Na2CO3 + CO

Cr2O3  + 2Al → Al2O3 + 2Cr

Pada pH rendah (suasana asam), dikromat bersifat pengoksidasi yang kuat.

Cr2O72-  + 14H3O+ + 6e → 2Cr3

+ + 21H2O Eo= 1.33V

Sumber kromium dapat berasal dari :

− Pabrik yang memproduksi semen yang mengandung kromium

− Pembakaran sampah pada kota-kota dan sampah yang berbentuk Lumpur

− Kendaraan bermotor (knalpot)

− Menara AC yang menggunakan kromium sebagai inhibitor

− Limbah cair yang berasal dari lapis listrik dan industri tekstil

− Sampah pada dari indusri yang menggunakan krom

− Limbah industri pelapisan logam.

− Limbah industri penyamakan kulit. Industri penyamakan kulit yang menggunakan proses

Chrome Tanning menghasilkan limbah cair yang mengandung krom.

− Industri pembakaran dan mobilisasi batu bara dan minyak bumi.

Kromium dan Paduannya

− Cu-Cr

Komposisi paduan Cr dan 0,05% Cu itu dapat meningkatkan sifat mekanik dari besi tuang

kelabu khususnya kekerasan.

− Stainless steel

Baja stainless merupakan baja paduan yang mengandung minimal 10,5% Cr. Sedikit baja

stainless mengandung lebih dari 30% Cr atau kurang dari 50% Fe. Karakteristik khusus

baja stainless adalah pembentukan lapisan film kromium oksida (Cr2O3). Lapisan ini

berkarakter kuat,tidak mudah pecah dan tidak terlihat secara kasat mata. Lapisan kromium

oksida dapat membentuk kembali jika lapisan rusak dengan kehadiran oksigen. Pemilihan

baja stainless didasarkan dengan sifat-sifat materialnya antara lain ketahanan korosi,

fabrikasi, mekanik, dan biaya produk.

Kegunaan Kromium

1. Metalurgi

Pengaruh penguatan pembentukan karbida logam stabil di batas butir dan peningkatan

ketahanan terhadap korosi yang kuat dalam membuat bahan paduan kromium penting bagi baja.

Para alat baja kecepatan tinggi mengandung antara 3 dan 5% krom. Stainless steel , yang tahan

korosi logam paduan utama, terbentuk ketika kromium ditambahkan untuk besi dalam

konsentrasi yang cukup, biasanya di atas 11%. Untuk pembentukannya, ferrochromium akan

ditambahkan ke besi cair. Juga paduan nikel berbasis peningkatan kekuatan akibat pembentukan

diskrit, partikel logam karbida stabil pada batas butir. Sebagai contoh, Inconel 718 mengandung

kromium 18,6%. Karena sifat suhu tinggi sangat baik dari nikelsuperalloy , mereka digunakan

dalam mesin jet dan turbin gas sebagai pengganti bahan struktural umum.

2.  Dye Dan Pigmen

Mineral crocoite ( timbal kromat PbCrO 4) digunakan sebagai pigmen kuning lama

setelah penemuannya. Setelah metode sintesis menjadi tersedia mulai dari kromit lebih

berlimpah, kuning krom itu, bersama dengan kuning kadmium , salah satu pigmen kuning yang

paling banyak digunakan. pigmen tidak menurunkan dalam terang dan memiliki warna yang kuat.

Pengaruh signaling kuning digunakan untuk bus sekolah di Amerika Serikat dan untuk Layanan

Pos (misalnya Deutsche Post ) di Eropa.

3. Pengawet Kayu

Karena toksisitasnya, garam kromium (VI) digunakan untuk pengawetan kayu. Sebagai

contoh,tembaga arsenat dikrom (CCA) digunakan dalam kayu untuk melindungi kayu dari

pembusukan jamur, serangga menyerang kayu, termasuk rayap.

Bismut (Bi)

Definisi Bismut (Bi)

Bismuth ialah logam berwarna putih kelabu kemilau, sifat Bismuth sangat keras dan

rapuh dan tidak dapat ditemnpa. Titik Cairnya 2710 C dan keadaannya relative murni. adalah

Logam dengan kristal trivalen ini memiliki sifat kimia mirip dengan arsen dan antimoni. Dari

semua jenis logam, unsur ini paling bersifat diamagnetik dan merupakan unsur kedua

setelah raksa yang memiliki konduktivitas termal terendah. Senyawa bismut bebas timbal sering

digunakan sebagai bahan kosmetik dan dalam bidang medis.

Sumber dan Kelimpahan Bismut dialam

Di dalam kulit bumi, bismut kira-kira 2 kali lebih berlimpah daripada emas. Biasanya

tidak ekonomis bila menjadikannya sebagai tambang utama .Melainkan biasanya diproduksi

sebagai sampingan pemrosesan biji logam lainnya misalnya timbal, tungsten dan campuran

logam lainnya.

Bismut ini terdapat bebas dalam bentuk bijih yakni bismutinit, produk sampingan dari

peleburan timbale. Bijih yang terpenting adalah bismuthinite atau bismuth glance dan bismite.

Negara-negara penghasil bismut terbesar adalah Peru, Jepang, Meksiko, Bolivia dan Kanada.

Kebanyakan bismut yang diproduksi di Amerika didapatkan sebagai hasil produksi penyulingan

timbal, tembaga, seng, perak dan bijih emas.

Yang paling penting bijih bismut yang bismuthimite dan bismite. Bismuth terjadi secara

alami sebagai logam itu sendiri dan ditemukan sebagai kristal dalam bijih sulfida nikel, perak

kobalt, dan timah. Bismuth terutama diproduksi sebagai produk-oleh dari timah dan peleburan

tembaga, terutama di Amerika Serikat.

Sumber utama dari bismut adalah yang terdapat dalam keadaan bebas dan bijih sebagai

sulfide yang dikenal dengan nama bismutinit (Bi2S3), bismuth (BiO3), serta bismutit

(BiO)3CO3. Bismuth ialah logam berwarna putih kelabu kemilau. Sifat Bismuth sangat keras dan

rapuh dan tidak dapat ditempa. Titik Cairnya 2710C dan keadaannya relative murni. Bismuth

diperoleh dari campuran berbagai unsur dalam kondisi alami. Proses Pemisahannya dilakukan

dengan pembersihan terlebih dahulu dimana Bismuth ini terdapat dalam keadaan kurang bersih,

sehingga diperlukan berbagai perlakuan. Bismuth digunakan sebagai unsur paduan dengan logam

lain yang memiliki titik cair rendah.

Sifat dan Karateristik Fisika

Bismut adalah rapuh logam dengan perak,-pink rona putih, sering terjadi dalam bentuk

aslinya dengan warna-warni oksida menodai menampilkan banyak warna dari kuning ke biru.

Tangga spiral struktur melangkah bismuthkristal adalah hasil dari tingkat pertumbuhan yang

lebih tinggi di sekitar tepi luar dari pada tepi bagian dalam. Variasi ketebalan lapisan oksida yang

terbentuk pada permukaan kristal penyebab panjang gelombang cahaya yang berbeda

mengganggu pada refleksi, sehingga menampilkan warna  pelangi.

Unsur ini merupakan kristal putih, logam yang rapuh dengan campuran sedikit bewarna

merah jambu. Ia muncul di alam tersendiri. Bismut merupakan logam paling diamagnetik dan

konduktor panas yang paling rendah di antara logam kecuali raksa. Ia memiliki resitansi listrik

yang tinggi dan memiliki efek Hall yang tertinggi di antara logam (kenaikan yang paling tajam

untuk resistansi listrik jika diletakkan di medan magnet).

− Bersifat logam

− Membentuk kristal-kristal besar putih kemerahan

− Radius Atom : 1.7 Å

− Volume Atom : 21.3 cm3/mol

− Massa Atom : 208.98

− Titik Didih : 1837 K

− Radius Kovalensi : 1.46 Å

− Massa Jenis : 9.75 g/cm3

− Konduktivitas Listrik: 0.9 x 106 ohm-1cm-1

− Elektronegativitas : 2.02

− Titik Lebur : 544.59 K

− Entalpi Penguapan : 179 kJ/mol

Sifat Kimia

Di antara logam berat lainnya, bismut tidak berbahaya seperti unsur-unsur tetangganya

seperti Timbal, Thallium, dan Antimoni. Dulunya, bismut dikenal sebagai elemen dengan isotop

yang stabil, namun sekarang diketahui bahwa itu tidak benar. Tidak ada material lain yang lebih

natural diamaknetik dibandingkan bismut.Bismut mempunyai ketahanan listrik yang

tinggi.Ketika terbakar dengan oksigen, bismut terbakar dengan nyala yang berwarna biru.

Bismuth tidak larut dalam asam klorida disebabkan oleh potensial standarnya (0,2 V),

tetapi larut dalam asam pengoksid seperti asam nitrat pekat, air raja, attau asam sulpat pekat

panas.

Kegunaan / Manfaat Bismut

Bismut mengembang 3.22% jika dipadatkan. Sifat ini membuat campuran logam bismut

cocok untuk membuat cetakan tajam barang-barang yang dapat rusak karena suhu tinggi. Dengan

logam lainnya seperti seng, kadmium, dsb. Bismuth membentuk campuran logam yang mudah

cair yang banyak digunakan untuk peralatan keselamatan dalam deteksi dan sistim

penanggulangan kebakaran. Bismut digunakan dalam memproduksi besi yang mudah dibentuk.

Logam ini juga digunakan sebagai bahan thermocouple, dan memiliki aplikasi sebagai

pembawa bahan bakar U235 dan U233 dalam reaktor nuklir. Garamnya yang mudah larut

membentuk garam basa yang tidak terlarut jika ditambah air, suatu sifat yang kadang-kadang

digunakan dalam deteksi. Bismut oksiklorida banyak digunakan di kosmetik. Bismut subnitrat

dan subkarbonat diguanakan di bidang kedokteran.

Bismuth logam digunakan dalam pembuatan solder leleh rendah dan paduan fusible

serta toksisitas menembak burung rendah dan sinkers memancing. Senyawa bismut tertentu juga

diproduksi dan digunakan sebagai obat-obatan. Industri yang menggunakan senyawa bismut

sebagai katalis dalam akrilonitril manifacturing, bahan awal untuk serat sintetis dan karet.

Bismuth kadang-kadang digunakan dalam produksi tembakan dan senapan.

Bismut oxychloride digunakan dalam bidang kosmetik dan bismut subnitrate and

subcarbonate digunakan dalam bidang obat-obatan.

− Magnet permanen yang kuat bisa dibuat dari campuran bismanol (MnBi)

− Bismut digunakan dalam produksi besi lunak

− Bismut sedang dikembangkan sebagai katalis dalam pembuatan acrilic fiber

− Bismut telah digunakan dalam peyolderan, bismut rendah racun terutama untuk penyolderan

dalam pemrosesan peralatan makanan.

− Sebagai bahan lapisan kaca keramik

http://id.wikipedia.org/wiki/aluminium)

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/20734/4/Chapter%20II.pdf (Diakses tanggal 9

Oktober 2015)

http://digilib.unila.ac.id/1150/4/BAB%20II.pdf (Diakses tanggal 9 Oktober 2015)

https://id.wikipedia.org/wiki/Bismut (Diakses tanggal 9 Oktober 2015)

http://hariankimia.blogspot.co.id/2013/10/kation-bismuth-bab-ii-bab-iii.html (Diakses tanggal 9

Oktober 2015)

http://hadi-creation.blogspot.co.id/p/klasifikasi-bahan-teknik.html (Diakses tanggal 9 Oktober

2015)

http://putrarajawali76.blogspot.co.id/2013/02/makalah-aluminium.html (Diakses tanggal 9

Oktober 2015)

http://bilangapax.blogspot.co.id/2011/02/timah-dan-paduannya.html (Diakses tanggal 9 Oktober

2015)

http://jhulkeliat.blogspot.co.id/ (Diakses tanggal 9 Oktober 2015)