By : Hening T. M. (16) Idatul M. (17) Mirza Q (24) Sri Bintang D. (31)

Pembuatan Aluminiumy Aluminium merupakan unsur yang tergolong

melimpah di kulit bumi. Mineral yang menjadi sumber komersial aluminium adalah bauksit. Bauksit mengandung aluminium dalam bentuk aluminium oksida (Al2O3). Pengolahan aluminium menjadi aluminium murni dapat dilakukan melalui dua tahap yaitu: 1. Tahap pemurnian bauksit sehingga diperoleh aluminium oksida murni (alumina) 2. Tahap peleburan alumina

1. Tahap pemurnian bauksity Tahap pemurnian bauksit dilakukan untuk menghilangkan pengotor y y

y y y

utama dalam bauksit. Pengotor utama bauksit biasanya terdiri dari SiO2, Fe2O3, dan TiO2. Caranya adalah dengan melarutkan bauksit dalam larutan natrium hidroksida (NaOH), Al2O3 (s) + 2NaOH (aq) + 3H2O(l) ---> 2NaAl(OH)4(aq) Aluminium oksida larut dalam NaOH sedangkan pengotornya tidak larut. Pengotor-pengotor dapat dipisahkan melalui proses penyaringan. Selanjutnya aluminium diendapkan dari filtratnya dengan cara mengalirkan gas CO2 dan pengenceran. 2NaAl(OH)4(aq) + CO2(g) ---> 2Al(OH)3(s) + Na2CO3(aq) + H2O(l) Endapan aluminium hidroksida disaring,dikeringkan lalu dipanaskan sehingga diperoleh aluminium oksida murni (Al2O3) 2Al(OH)3(s) ---> Al2O3(s) + 3H2O(g)

2. Tahap peleburan aluminay Selanjutnya adalah tahap peleburan alumina dengan

cara reduksi melalui proses elektrolisis menurut proses Hall-Heroult. Dalam proses Hall-Heroult, aluminum oksida dilarutkan dalam lelehan kriolit (Na3AlF6) dalam bejana baja berlapis grafit yang sekaligus berfungsi sebagai katode. Selanjutnya elektrolisis dilakukan pada suhu 950 oC. Sebagai anode digunakan batang grafit.

y Dalam proses elektrolisis dihasilkan aluminium di

katode dan di anode terbentuk gas O2 dan CO2Al2O3(l) ---> 2Al3+(l) + 3O2-(l) y Katode : Al3+(l) + 3e ---> Al(l) Anode : 2O2-(l) ---> O2(g) + 4 e C(s) + 2O2-(l) ---> CO2(g) + 4e

Magnesium (Mg)a. Pembuatan Magnesium

Diantara logam alkali tanah, magnesium paling banyak diproduksi. Sama seperti pembuatan natrium, pembuatan magnesium juga dilakukan melalui elektrolisis lelehan garam kloridanya.

Dalam industri, magnesium dibuat dari air laut melalui tahap-tahap sebagai berikut. y Mula-mula air laut dicampur dengan kapur (CaO) sehingga magnesium mengendap sebagai magnesium hidroksida (Mg(OH)2). CaO(s) + H2O(l) 2Ca2+(aq) + 2OH-(aq) Mg2+(aq) + 2OH-(aq) Mg(OH)2(s) y Adapun CaO dibuat dari batu kapur atau kulit kerang melalui pemanasan. CaCO3(s) + 2HCl(aq) MgCl(aq) + 2H2O(l) y Endapan magnesium hidroksida yang terbentuk, disaring kemudian direaksikan dengan larutan asam klorida pekat. Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) MgCl2(aq) + 2H2O(l)

y Selanjutnya, larutan diuapkan sehingga diperoleh

kristal magnesium klorida (MgCl2). Kristal itu kemudian dicairkan dan dielektrolisis. MgCl2(l) Mg2+(l) + 2 Cl-(l) Katode: Mg2+(l) + 2eMg(l) Anode : 2Cl-(l) Cl2(g) 2eb. Penggunaan Magnesium: y Untuk membuat logam campur seperti magnalium yang digunakan untuk membuat komponen pesawat terbang, rudal, bak truk, dll. y Digunakan untuk membuat kembang api.

Pembuatan natrium karbonat (Na2CO3) dengan metode solvayy Na2CO3 (Natrium Karbonat) dibuat dengan proses Solvay y Metode pembuatan Na2CO3 ini dikembangkan oleh Ernest Solvay y y y y y y y y y

(1838 1922) dari Belgia sebagai bahan bakunya adalah batu kapur CaCO3. - Batu kapur dipanaskan untuk memperoleh gas CO2 CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) (panas) CO2(g) + H2O(l) H2CO3(aq) H2CO3(aq) + NH3(g) NH4HCO3(aq) NH4HCO3(aq) + NaCl(aq) NaHCO3(s) + NH4Cl Endapan NaHCO3 (Natrium Bikarbonat) dipisahkan dengan penyaringan kemudian dipanaskan 2 NaHCO3(s) Na2CO3(s) +H2O(g) + CO2(g) (panas) Kegunaan Natrium Karbonat (Na2CO3) Na2CO3 digunakan dalam proses pembuatan pulp (bubur kayu), kertas, sabun, detergen, kaca, dan untuk melunakkan air sadah.

y Inventor Perancis Nicolas Leblanc (1742-1806) mendaftar suatu kontes yang diselenggarakan oleh Acadmie des Sciences, untuk menghasilkan secara efektif soda dari garam. Esensi dari prosesmua adalah penggunaan marmer (kalsium karbonat) sebagai ganti besi. y Na2SO4 + 2C > Na2S + 2CO2 (11.1) Na2S + CaCO3 > Na2CO3 + CaS (11.2) 2NaCl + H2SO4 > Na2SO4 + 2HCl (11.3) y Proses Leblanc dapat menghasilkan soda dengan kualitas lebih baik daripada metoda sebelumnya. Namun, proses ini menghasilkan sejumlah produk samping seperti asam sulfat, asam khlorida, kalsium khlorida, kalsium sulfida dan hidrogen sulfida. Bahkan waktu itu pun, pabrik menjadi target kritik masyarakat. Peningkatan kualitas proses Leblanc sangat diperlukan khususnya dari sudut pandang penggunaan ulang produk sampingnya, yang jelas akan menurunkan ongkos produksi.

y Satu abad setelah usulan proses Leblanc, inventor

Belgia Ernest Solvay (1838-1922) mengusulkan proses Solvay (proses soda-amonia), yang lebih maju dari aspek kimia dan teknologi. Telah diketahui sejak awal abad 19 bahwa soda dapat dihasilkan dari garam denagn amonium karbonat (NH4)2CO3. Solvay yang berpengalaman dengan mesin dan dapat mendesain proses produksi tidak hanya dari sudut pandang kimia tetapi juga dari sudut pandang teknologi kimia. Dia berhasil mengindustrialisasikan prosesnya di tahun 1863.

y Reaksi utama

NaCl + NH3 + CO2 + H2O > NaHCO3 + NH4Cl (11.4) 2NaHCO3 > Na2CO3 + CO2 + H2O (11.5) y Sirkulasi amonia 2NH4Cl + CaO > 2NH3 + CaCl2 + H2O (11.6) Pembentukan karbon dioksida CO2 dan kalsium oksida CaO CaCO3 > CaO+CO2 (11.7) y Satu-satunya produk samping proses Solvay adalah kalsium khlorida, dan amonia dan karbondioksida disirkulasi dan digunakan ulang.

PEMBUATAN BESI KASARy Bahan utama besi dan paduannya adalah besi kasar, yang

dihasilkan dalam tanur tinggi. Bijih besi yang dicampur dengan kokas dan batu gamping (batu kapur) dilebur dalam tanur ini. Komposisi kimia besi yang dihasilkan bergantung pada jenis bijih yang digunakan. Jenis bijih besi yang lazim digunakan adalah hematit, magnetit, siderit dan himosit. y Hematit (Fe2O3) adalah bijih besi yang paling banyak dimanfaatkan karena kadar besinya tinggi, sedangkan kadar kotorannya relatif rendah. Meskipun pirit (FeS2) banyak ditemukan, jenis bijih ini tidak digunakan karena kadar sulfur yang tinggi sehingga diperlukan tahap pemurnian tambahan. y Karena di alam ini besi berbentuk oksida dan karbonat, atau sulfida sehingga hampir semua proses produksinya diawali dengan reduksi dengan gas reduktor H2 atau CO.

1. Proses Reduksi Tidak Langsung (Indirect Reduction)y Pada proses ini menggunakan tungku tanur tinggi (blast furnace) dengan porsi 80% diproduksi dunia. y Besi kasar dihasilkan dalam tanur tinggi. Diameter tanur tinggi sekitar 8m dan tingginya mencapai 60 m. Kapasitas perhari dari tanur tinggi berkisar antara 700 1600 Megagram besi kasar. Bahan baku yang terdiri dari campuran bijih, kokas, dan batu kapur, dinaikkan ke puncak tanur dengan pemuat otomatis, kemudian dimasukkan ke dalam hopper. Untuk menghasilkan 100 Megagram besi kasar diperlukan sekitar 2000 Megagram bijih besi, 800 Megagram kokas, 500 Megagram batu kapur dan 4000 Megagram udara panas. Bahan baku tersebut disusun secara berlapis-lapis.

y Udara panas dihembuskan melalui tuyer sehingga memungkinkan kokas terbakar secara efektif dan untuk mendorong terbentuknya karbon monoksida (CO) yang bereaksi dengan bijih besi dan kemudian menghasilkan besi dan gas karbon dioksida (CO2). Dengan digunakannya udara panas, dapat dihemat penggunaan kokas sebesar 30% lebih. Udara dipanaskan dalam pemanas mula yang berbentuk menara silindris, sampai sekitar 500*C. Kalor yang diperlukan berasal dari reaksi pembakaran gas karbon monoksida yang keluar dari tanur. Udara panas tersebut memasuki tanur melalui tuyer yang terletak tepat di atas pusat pengumpulan besi cair. y Batu kapur digunakan sebagai fluks yang mengikat kotoran-kotoran yang terdapat dalam bijih-bijih, dan membentuk terak cair. Terak cair ini lebih ringan dari besi cair dna terapung diatasnya dan secara berkala disadap. Besi cair yang telah bebas dari kotoran-kotoran dialirkan kedalam cetakan setiap 5 6 jam.

y Disamping setiap Megagram besi dihasilkan pula 0,5

Megagram terak dan 6 Megagram gas panas. Terak dapat dimanfaatkan sebagai bahan bangunan (campuran beton) atau sebagai bahan isolasi panas. Gas panas dibersihkan dan digunakan untuk pemanas mula udara, untuk membangkitkan energi atau sebagai media pembakar dapur-dapur lainnya. y Komposisi besi kasar dapat dikendalikan melalui pengaturan kondisi operasi dan pemilihan susunan campuran bahan baku.

2. Proses Reduksi Langsung (Direct Reduction)y Pada proses reduksi langsung bijih besi bereaksi dengan gas atau bahan padat

reduksi membentuk sponge iron.*Proses ini diterapkan di PT Krakatau Steel, CIlegon.* Disini bijih besi / pellet direaksikan dengan gas alam dalam dua unit pembuat sponge iron, yang masing-masing berkapasitas 1juta ton pertahun. *Sponge iron yang dihasilkan PT Krakatau Steel memiliki komposisi kimia : Fe : 88 91 %; C : 1,5 2,5%; SiO2 : 1,25 3,43%; Al2O3 : 0,61 1,63%; CaO : 0,2 2,1%; MgO : 0,31 1,62%; P : 0,014 0,027%; Cu : 0,001 0,004 %; Kotoran (oksida lainnya) : 0,1 0,5 % Tingkat metalisasi : 86 90 % Sponge Iron yang berbentuk butiran kemudian diolah lebih lanjut dalam dapur listrik. Disini sponge iron bersama-sama besi tua (scrap), dan paduan ferro dilebur dan diolah menjadi billet baja. Untuk menghasilkan 63 megagram sponge iron diperlukan sekitar 100 megagram besi pellet. Proses ini sangat efektif untuk mereduksi oksida-oksida dan belerang sehingga dapat dimanfaatkan bijih besi berkadar rendah.

Cor Nodulary Dalam masa krisis ekonomi seperti saat ini, sebagian besar

bengkel pengecoran di wilayah sentra industri kecil Ceper ini sudah lumpuh. Penyebabnya adalah kenaikan bahan baku dan bahan penolong yang sangat tinggi sedangkan harga jualnya tidak bisa mengimbangi. Produk besi cor nodular ini nilai tambahnya lebih tinggi dibandingkan dengan besi cor kelabu sehingga diharapkan akan dapat meningkatkan pendapatan industri kecil tersebut. Tujuan kegiatan ini adalah untuk meningkatkan penguasan teknologi pengecoran logam industri kecil dan menengah di Ceper agar mampu membuat produk-produk cor yang mempunyai nilai tambah lebih tinggi, yaitu besi cor nodular.

MANFAAT Cor Nodulary Alasan digunakannya besi cor nodular sebagai

pengganti bahan baja untuk komponen otomotive adalah karena biaya produksi besi cor nodular lebih rendah, waktu produksi lebih singkat . Selain itu untuk ukuran dan bentuk yang sama, besi cor nodular bobotnya lebih ringan dan yang lebih penting lagi adalah karena besi cor nodular dapat di-heat treatment sehingga produk yang dihasilkan mempunyai sifat-sifat unggul seperti baja.

Bahan Baku Utamay Bahan baku utama untuk pembuatan besi cor

nodular adalah pig iron, scrap baja, dan scrap balik (return scrap). Bahan Penolong Selain bahan baku utama, diperlukan juga beberapa bahan penolong yaitu Nodulariser, inokulan, dan carburizer. Ada beberapa jenis Nodulariser yang dapat dipakai untuk pembuatan besi cor nodular

TAHAPAN PEMBUATANy A. Persiapan - Pemilihan produk yang akan dibuat - Rancangan dan Spesifikasi Teknis - Penentuan Teknik Pengecoran B. Pencampuran Pasir Pasir yang umumnya digunakan sebagai pasir cetak adalah jenis pasir silika, dimana kandungan clay-nya harus kurang dari 2%. Menurut ketentuan standar JIS G5901 ada 6 grade pasir cetak silika C. Pembuatan Cetakan Pasir dan Inti D. Pembuatan Model/Pattern Dalam pembuatan model/pattern harus diperhitungkan penyusutan volume benda tuang pada saat membeku. Penyusutan ini besarnya antara 0,4 % sampai 0,8 %. E. Peleburan Peleburan umumnya dilakukan dalam dapur induksi listrik atau bisa juga menggunakan kupola. Peleburan dengan kupola mempunyai kendala dalam pengendalian kadar sulfur didalam besi cair. Sulfur ini diperoleh dari kokas yang dipakai sebagai sumber energi peleburan. Peleburan dengan memakai dapur induksi listrik lebih memudahkan pengendalian komposisi kimia cairan besi.

y F. Pembuatan cetakan dan Inti

Pasir cetak , air , bentonit dan gula tetes yang sudah dicampur di mesin mixer dimasukkan kedalam rangka cetak, yang terdiri dari rangka atas (cup) dan rangka bawah (drag), dimana pola/pattern yang terbuat dari kayu sudah di-set terlebih dahulu. Cetakan pasir ini kemudian dipadatkan dengan memakai meja getar (jolt and squeeze machine). G. Nodularisasi H. Inokulasi I. Penuangan dan Sistem Saluran Tuang J. Pembersihan Tuangan K. Perlakuan Panas dan Pengerjaan Akhir L. Pemeriksaan dan Pengujian Kualitas M. Pengecatan Dasar

Tembagay Tembaga diperoleh dari bijih tembaga yang disebut

Chalcopirit. Besi yang ada larut dalam terak dan tembaga yang tersisa / matte dituangkan kedalam konverter. Udara dihembuskan kedalamnya selama 4 atau 5 jam, kotoran teroksidasi, dan besi membentuk terak yang dibuang pada waktu tertentu. Bila udara dihentikan, oksida kupro bereaksi dengan sulfida kupro maka akan membentuk Tembaga blister dan Dioksida belerang.Tembaga blister ini dilebur dan dicor menjadi slab, kemudian diolah secara elektrolitik menjadi tembaga murni.

y Pembuatan tembaga dilakukan dalam beberapa tahap. Tembaga terikat

secara kimia di dalam bijih pada bahan yang disebut batu gang. Untuk mengumpulkan bijih-bijh itu biasanya dulakukan dengan membersihkannya dalam cairan berbuih, di mana di situ ditiupkan udara. Ikatan tembaga dari bijih yang digiling sampai halus dicampur dengan air dan zat-zat kimia sehingga menjadi pulp (bubur) pada suatu bejana silinder. Zat-zat kimia (yang disebut Reagens) berfungsi untuk mempercepat terpisahnya tembaga. Pada bubur tersebut ditiupkan udara atau gas sehingga timbul buih yang banyak. Bagian-bagian logam yang kecil sekali melekat pada gelembung udara atau gas tersebut. Di situ terdapat semacam kincir yang berputar dengan kecepatan sedemikian rupa sehingga gaya sentrifugal melemparkan buih tersebut dengan mineral keluar tepi bejana sehingga terpisah dari batu gang. Setelah proses tersebut logam dihilangkan airnya. Proses selanjutnya adalah pencarian di dalam suatu dapur mantel dengan jalan membakarnya dengan arang debu. Di sini dapat dipisahkan zat asam dan batubatu silikon dan besinya dioksidasikan menjadi terak yang mengapung pada copper sulifida.

y Pengolahan tembaga selanjutnya adalah dengan membawa isi

dapur (yang disebut matte) ke konverter mendatar. Di sini belerang akan terbakar oleh arus udara yang kuat. Kemudian tembaga yang disebut blister sekali lagi dicairkan di dalam sebuah dapur anode.

Dalam proses ini (yang disebut polen) terjadi proes pengurangan zat asam. Proses selanjutnya adalah pencarian di dalam suatu dapur mantel dengan jalan membakarnya dengan arang debu. Di sini dapat dipisahkan zat asam dan batu-batu silikon dan besinya dioksidasikan menjadi terak yang mengapung pada copper sulifida.

Emas (Au)a. Pembuatan Emas

Pengolahan atau ekstrasi emas dilakukan dengan cara menghancurkan sampai halus batuan atau pasir yang mengandung emas, kemudian dipisahkan antara pasir dan kotoran dengan butiran emas dengan cara melimbang. Butiran emas dapat dipisahkan dngan menggunakan raksa. Emas selanjutnya dipanaskan sehingga raksa menguap dan dapat digunakan kembali.

b. Penggunaan emas: y Pembuatan perhiasan. y Pembuatan uang logam. y Untuk investasi.

Perak (Ag) Pembuatan Peraka. y

Pengolahan atau ekstraksi perak dengan larutan natrium sianida. 2Ag2S + 8NaCN + O2 + 2H2O 4NaAg(CN)2 + 4NaOH + 2S

AgCl + 2CNy

Ag(CN)2- + Cl

b.

Larutan yang terbentuk direaksikan dengan logam Zn. 2NaAg(CN)2 + Zn 2Ag + Na2Zn(CN)4 y Pemurnian perak dilakukan dengan cara elektrolisis menggunakan larutan AgNO3 dan diasamkan dengan asam nitrat 1% karena merupakan satu-satunya asam yang bisa bereaksi dengan perak. Penggunaan Perak: y Digunakan untuk membuat perhiasan, kerajinan tangan, mata uang, melapisi cermin, dan konduktor pada induksi listrik. y AgBr: untuk membuat film dan kertas foto. y AgNO3 : digunakan dalam pengobatan dan tinta untuk tekstil.

imah (Sn)a.

Pembuatan Timah y Timah terdapat di alam dalam senyawa SnO. y Proses pengolahan timah dilakukan dengan cara mereduksi biji timah dengan cara mereduksi biji timah dengan karbon pada suhu 1.200 C. 2SnO + C 2Sn + CO2 b. Penggunaan timah: y untuk pembuatan pelat besi atau baja kaleng makanan dan minuman, pelindung logam lain, pelapis besi untuk mencegah korosi, sebagai bahan patri, serta dipakai dalam pencelupan enamel. y Campuran logam seperti perunggu (campuran timah dan tembaga) dan solder (campuran timah dan timbal).

Nikel (Ni)Pembuatan Nikel y Biji nikel seperti (FeS.NiS) atau (Ni-Mg-Silikat) dipanggang sehingga menjadi NiO. y Lalu NiO direaksikan dengan campuran gas hidrogen dan karbon monoksida. y Ion Ni2+ akan mengalami reduksi menjadi logam nikel. 2NiO + H2 + CO 2Ni + H2O + CO2 b. Penggunaan Nikel y Banyak digunakan untuk pembuatan alloy untuk memberi sifat kuat, tahan karat, tahan panas, dan tahan gesekan, misalnya monel (65% Ni dan 35% Cu), alnico, mata uang nikel (75% Cu dan 25% Ni). y Digunakan sebagai katalis.a.

A. PEMBUATAN OKSIGEN DI INDUSTRIy a. Penemu Oksigen y Oksigen secara terpisah ditemukan oleh Carl

Wilhelm Scheele di Uppsala pada tahun 1773 danJoseph Priestley di Wiltshire pada tahun 1774. Temuan Priestley lebih terkenal oleh karena publikasinya merupakan yang pertama kali dicetak. Istilah oxygen diciptakan oleh Antoine Lavoisier pada tahun 1777. y b. Bahan yang Digunakan y Udara

c. Proses Pembuatan Oksigen dan Nitrogeny Pembuatan gas oksigen dilakukan dengan cara distilasi

udara cair. Udara yang mngandung 21% oksigen dan 78% nitrogen didinginkan hingga suhu -200C dengan tekanan tinggi sehingga udara mencair. Kemudian, udara cair tersebut secara berangsur-angsur dipanaskan. Pada suhu -183C, oksigen cair akan menguap sehingga dapat dipisahkan dari gas lainnya.

Oksigen (O)a.

Pembuatan Oksigen di Laboraturium Ada berbagai cara membuat oksigen dalam skala kecil: y Penguraian KClO3 Jika KClO3 dipanaskan dengan PbO2 sebagai katalis: 2KClO3 2KCl + 3O2 y Penguraian H2O2 Reaksi ini dapat dikatalis dengan ion Fe3+ atau C02+ 2H2O2 2H2O + O2 y Penguraian HgO 2HgO 2Hg + O2 y Elektrolisis air 2H2O 2H2 + O2

d. Manfaat Oksigeny 1. Untuk pernafasan para penyelam, angkasawan, atau penderita y y y y y y

penyakit tertentu 2. Dalam industri baja, untuk mengurangi kadar karbon dalam besi gubal 3. Bersama-sama dengan gas asetilena, digunakan untuk mengelas baja 4. Oksigen cair bersama dengan hydrogen cair digunakan sebagai bahan bakar roket untuk mendorong pesawat ruang angkasa 5. Dalam berbagai industri kimia, untuk mengoksidasikan berbagai zat 6. Digunakan dalam pengolahan besi menjadi baja di tanur terbuka (tanur oksigen) 7. Berperan dalam aerasi limbah industri

B. PEMBUATAN NITROGEN DI INDUSTRIy a. Penemu Nitorgen

Nitrogen secara resmi ditemukana oleh Daniel Rutherford pada 1772 yang menyebutnya udaa beracun atau udara tetap. y b. Bahan yang Digunakan Udara y c. Proses Pembuatan Nitrogen Pembuatan gas nitrogen dilakukan bersamaan dengan pembuatan gas oksigen karena sumbernya juga sama, yaitu udara. Udara yang mengandung 78 % gas nitrogen, didinginkan sehingga diperoleh nitrogen dan oksigen cair. Selanjutnya, cairan tersebut didistilasi pada suhu -195,8C. Nitrogen cair akan menguap dan terpisah dengan oksigen cair. Uap nitrogen ini, kemudian ditampung dan dapat digunakan sesuai keperluan.

d. Manfaat Nitrogeny 1. Untuk pembuatan amonia y 2. Untuk membuat atmosfer inert dalam berbagai

proses yang terganggu oleh oksigen, misalnya dalam industri elektronika y 3. Sebagai atmosfer inert dalam makanan kemasan untuk memperpanjang masa penggunaannya y 4. Nitrogen cair digunakan sebgai pendingin untuk menciptakan suhu yang sangat rendah

C. PEMBUATAN HIDROGENy a. Penemu

Hidrogen dinyatakan unik oleh Cavendish pada tahun 1776 dan dinamai hirdrogen oleh Lavosier. y b. Bahan yang Digunakan Uap air . Metana atau hidrokarbon ringan Katalis nikel y c. Proses dan Reaksi Kimia pembuatan Hidrogen Dalam skala industri, hydrogen dihasilkan dari uap air dengan metana atau hidrokarbon ringan dengan katalis nikel pada suhu 75C menghasilkan campuran karbon monoksida dan hydrogen. Campuran gas ini disebut synthesis gas atau syngas . CH4 + H2O CO + H2 C(coke) + H2O (1000C) CO + H2

d. Manfaat Hidrogeny Proses produksi methanol, etanol, dan alcohol yang

y y y y y y

lebih tinggi 2CO + H2 CH3CH2OH Pembentukan logam dai oksidanya MO2 + 2H2 M + 2H2O Hydrogen sebagai bahan baker Untuk hidrogenasi lemak dan minyak Sebagai bahan baker roket Mereduksi bijih-bijih besi Sebagai gas pengisi balon

Karbon (C)Kelimpahan karbon di kulit bumi hanya sekitar 0,08%. Sekitar 50% dari karbon tersebut terdapat sebagai karbonat, misalnya kalsium karbonat (CaCO3). Selebihnya terdapat sebagai senyawa organik seperti karbon dioksida dan berbagai senyawa karon lainnya. Hanya sebagian kecil yang terdapat sebagai unsur yaitu intan dan grafit. Walaupun demikian, karbon memegang peranan penting dalam dunia makhluk hidup. Senyawa karbon merupakan pembangun sel hidup.

a. Pembuatan Karbon Dioksida (CO2) y Pembuatan senyawa karbon yang umum adalah

pembuatan senyawa CO2. y Karbon dioksida komersial diperoleh dari pembakaran residu penyulingan minyak bumi. Dalam jumlah besar juga diperoleh sebagai hasil samping produksi urea dan pembuatan alkohol dari proses peragian. C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2

b. Penggunaan komersial karbon dioksida: y Karbondioksida padat (dry ice) digunakan sebagai pendingin karena menyublim di bawah tekanan atmosfer (karbon dioksida cair hanya terdapat pada tekanan lebih besar dari 5,3 atm). y Untuk memadamkan kebakaran. Tabung pemadam kebakaran berisi CO2 dengan tekanan sekitar 60 atm. Ketika katup alat tersebut dibuka karbon dioksida cair akan segera menguap dan mengembang. Kedua proses itu menyebabkan penurunan suhu sehingga sebagian CO2 akan membeku membentuk sejenis salju atau kabut yang akan menutupi daerah yang disempot, Co2 akan mengusir udara sekitar sehingga api padan. y Untuk membuat minuman bersoda (berkarbonasi).

PROSES PEMBUATAN SOLAR CELL : PENGOLAHAN SILIKON ( BAB 1 )y Tahap pertama pembuatan silikon dimulai dengan

jalan memisahkan silikon dari SiO2. Pemisahan ini dilakukan di dalam sebuah tanur (furnace) yang disuplai dengan listrik berkekuatan tinggi.

y Pasir silika dan karbon (C) secara bersamaan (gambar paling kiri) dimasukkan

ke dalam tanur yang dilengkapi dengan elektroda tempat arus listrik mengalir masuk (gambar tengah). Silikon dipisahkan dengan jalan mereaksikan pasir silika dengan karbon pada suhu tinggi, yakni di atas 1900 hingga 2100 derajat celcius. Hal ini mengingat baik pasir maupun karbon merupakan dua zat padat yang mana reaksi akan berlangsung hanya pada saat mereka melebur/mencair/meleleh, ditambah lagi dengan titik leleh pasir silika yang di atas 1800 derajat Celcius. (Reaksi kimia tidak disertakan). y Tingginya suhu proses pemisahan silikon dari pasir silika membawa konsekuensi tingginya konsumsi listrik yang mutlak digunakan. Mengapa musti dengan listrik dan bukan dengan pembakaran? Pembakaran manapun tidak akan mampu mencapai suhu proses yang diperlukan untuk mereaksikan pasir silika dengan karbon, sehingga hanya dengan jalan mengalirkan aurs listrik besar-lah suhu proses ideal mampu dicapai. y Tercatat sekitar 10 hingga 30 MW (MegaWatt) listrik dibutuhkan dalam proses ini tergantung dari seberapa besar tanur yang dipakai. Tidak heran jika hanya negara-negara yang memiliki sumber daya listrik melimpah dan bersumber dari PLTN atau lainnya-lah yang dapat secara ekonomis memisahkan silikon dari pasir silika karena tenaga listrik yang dibutuhkan dalam proses ini sangatlah besar; sekitar sepersepuluh listrik yang dihasilkan oleh PLTU Muara Karang (300 MW) habis hanya untuk proses ini.

y Silikon yang dihasilkan dari pemisahan Si dan O pada pasir silika perlu dimurnikan kembali untuk mencapai kadar kemurnian silikon di atas 99%. Ada dua tahapan untuk memurnikan silikon hasil pemisahan pasir silika. Tahap pertama, silikon hasil pemisahan masih memiliki pengotor berupa besi (Fe), aluminium (Al), kalsium (Ca) titanium (Ti) dan karbon (C) yang harus dikeluarkan.Tahapan ini dilakukan pada proses pemurnian persis setelah leburan silikon keluar dari tanur (Gambar kiri tengah). Proses ini melibatkan gas oksidatif yang dilakukan pada suhu 1700 derajat Celcius. Listrik berdaya besar masih diperlukan di tahap ini. Sampai tahapan ini, silikon yang dihasilkan disebut dengan metallurgical grade silicon dengan kadar pengotor dalam satuan bagian per sejuta (ppm, parts per million) yang sejatinya sudah cukup untuk dipergunakan untuk banyak keperluan. y Tahapan berikutnya, ialah persiapan dan pemurnian silikon untuk bahan dasar sel surya maupun semikonduktor atau yang disebut dengan semiconductor grade silicon. Tahap ini dilakukan di tempat lain yang terpisah dari proses pemisahan silikon. Untuk diketahui, silikon untuk keperluan semikonduktor membutuhkan kadar kemurnian yang sangat sangat tinggi yang berbeda dari metallurgical grade silicon. Di dunia semikonduktor, dikenal dengan eleven-nine atau 11 angka 9 yang menyatakan kadar kemurnian silikon dalam persen; 99,999999999%. Silikon untuk keperluan semikonduktor harus memiliki unsur pengotor dalam satuan bagian per semilyar (ppb, parts per billion) atau bagian per setrilyun (ppt, parts per trillion). Sederhana saja, jika kadar kemurnian silikon di bawah nilai nominal tersebut, dapat dijamin bahwa sebuah prosesor atau memori komputer atau sel surya tidak dapat berjalan dengan baik. y Pemurnian silikon untuk keperluan sel surya maupun semikonduktor lain dilakukan dalam bentuk gas melalui proses yang disebut dengan proses Siemens. Silikon dari tahap pemurnian pertama (metallurgical grade silicon) direaksikan dengan gas asam klorida (HCl) untuk membuat gas silikon klorida. Proses reaksi ini dilakukan pada suhu 350 derajat Celcius.

y Silikon klorida kemudian dimasukkan ke dalam

reaktor Siemens (gambar di bawah) bersama-sama dengan gas hydrogen. Di dalam reaktor Siemens terdapat batangan umpan silikon (silicon feed rod) berbentuk U terbalik yang dipanaskan pada suhu 1100 derajat Celcius dan pendingin. Silikon klorida mengalami reaksi dekomposisi atau reaksi penguraian menjadi silikon pada permukaan batangan umpan silikon, dan silikon hasil penguraian ini menempel dan terendap di batangan tersebut. Semakin lama proses, semakin banyak silikon yang mengendap yang kemudian membesar menjadi silikon dengan kadar kemurnian 11 angka 9 di atas (reaksi kimia tidak disertakan).

Sampai di sini, silikon sudah memiliki kemurnian yang dapat dimanfaatkan untuk keperluan sel surya.

Fosforus (P)Fosforus mempunyai dua alotropi, yaitu fosforus putih dan fosforus merah.

a.

Pembuatan Fosforus y Di alam fosforus terdapat dalam bentuk senyawa, terutama sebagai fosfat. Sumber fosforus terpenting yaitu batuan fosfat, suatu bahan kompleks yang mengandung flourapatit (Ca3(PO4)2.CaF2). Senyawa Ca3(PO4) 2 dipisahkan dari batuan fosfat kemudian dipanaskan dengan pasir (SiO2) dan kokas (C). Uap fosforus yang terbentuk ditampung dalam air. 2 Ca3(PO4) 2 + SiO2 + 10C 6 CaSiO3 + 10CO + P4

b. Penggunaan Fosforus y Sebagian besar produksi fosforus digunakan untuk

membuat asam fosfat. y Penggunaan akhir yang utama dari senyawa fosforus adalah pupuk dan deterjen (Na5P3O10). y Fosforus merah dan senyawa fosforus tertentu digunakan pada pembuatan korek api. y Digunakan sebagai pestisida.

Belerang (S)a. Pembuatan Belerang Belerang banyak terdapat dalam kulit bumi, sebagai unsur maupun senyawa. Di daerah vulkanik ditemukan belerang unsur, mungkin merupakan hasil reaksi antara gas SO2 dan H2S. Yang terdapat dalam gas vulkanik. 8SO 2 + 16H2S 16H2O + 3S8 Sebagai senyawa, belerang terdapat dalam berbagai jenis mineral sulfat atau sulfida, juga sebagai senyawa organik dalam minyak bumi dan baru bara, atau sebagai H2S dalam gas alam.

Deposit belerang dicairkan dengan mengalirkan campuran air dan uap air super panas dengan tekanan sekitar 16 atm dan suhu sekitar 160 C ke tiga pipa konsentris. Belerang cair kemudian dipaksa keluar dengan memompakan udara panas dengan tekanan sekitar 20-25 atm. Belerang dibiarkan membeku.

b. Penggunaan Belerang dan Senyawanya

Belerang: y Penggunaan utamanya adalah untuk pembuatan asam sulfat. y Dalam jumlah kecil digunakan pada vulkanisasi karet pada industry ban kendaraan. Asam sulfat (H2SO4): y Digunakan dalam industry pupuk, cat, dan deterjen, bahan peledak, obat-obatan, pemurnian minyak bumi dll. y Membersihkan permukaan logam dari electroplating. y Pengisi aki.

Fluorin (F)Fluorin: y Digunakan untuk membuat senyawa klorofluorokarbon (CFC) atau Freon. Freon: y Cairan pendingin pada AC dan kulkas. Garam fuorida: y Digunakan dalam pasta gigi dan air minum untuk mencegah kerusakan gigi. Hydrogen fluoride (HF): y Digunakan untuk membuat tulisan di atas kaca karena dapat melarutkan kaca. Reaksi HF dengan SiO2 dan Na2SiO3, zat yang serupa dengan kaca: SiO2 + 4HF SiF4 + 2H2O Na2SiO3 + 6HF 2NaF4 + SiF4 + 3H2O

Klorin (Cl)a. Pembuatan Klorin y Hasil reaksi kapur-klor dengan asam sulfat.

CaOCl2 + H2SO4 CaSO4 + Cl2 + H2O y Oksidasi Cl- (misalnya dari NaCl) dengan suatu oksidator kuat, misalnya campuran MnO2 dengan asam sulfat pekat. MnO2 + H2SO4 + NaCl MnSO4 + Na2SO4 + H2O + Cl2

b. Penggunaan Klorin dan Senyawanya Klorin: y Digunakan untuk klorinasi hidrokarbon untuk bahan baku industry plastic serta karet sintesis. y Pembuatan tetraklormetana (CCl4). y Pembuatan etil klorida (C2H5Cl). y Bahan desinfektan dalam air minum dan kolam renang. y Pemutih pada industry kertas dan tekstil. Asam klorida (HCl): y Membersihkan permukaan logam dari electroplating. y Menetralkan sifat basa pada berbagai proses. Etil klorida (C2H5Cl): y Digunakan untuk membuat TEL sebagai baan aditif pada bensin.

Bromin (Br)a. Pembuatan Bromin y Bromin dapat dibuat dari reaksi suatu bromida dengan Klorin. 2NaBr + Cl2 2NaCl + Br2 b. Penggunaan Bromin dan Senyawanya Bromine: y Untuk membuat etilenbromida (C2H4Br). y Untuk membuat AgBr. Etilenbromida (C2H4Br): y Zat aditif yang dicampurkan ke bensin bertimbel untuk mengikat timbel sehingga tidak melekat pada silinder atau piston.

Iodin (I) Iodin a. Pembuatany Iodin dapat dibuat dari larutan KI dengan

campuran MnO2 dan asam sulfat pekat. 2KI + MnO2 + H2SO4 K2SO4 + MnSO4 + H2O + I2

b. Penggunaan Iodin dan Senyawanya

Iodine: y Digunakan dalam obat-obatan. y Digunakan untuk membuat perak iodide (AgI) yang digunakan bersama AgBr dalam film fotografi. Iodoform (CHI3): y Digunakan sebagai antiseptic. Natrium iodide (NaI): y Dicampur ke dalam garam dapur (NaCl) untuk memenuhi kebutuhan iodine dalam tubuh.