TUGAS TERSTRUKTUR KIMIA UNSUR

ALUMUNIUM (Al)

Oleh :

Dimitri

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2011

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Unsur-unsur didapatkan dalam berbagai wujud dan dapat berupa atom,

ion, serta senyawa. Suatu unsur dapat memiliki beberapa isotop dengan nomor

atom yang sama. Bila unsur-unsur dikelompokkan atas dasar kemiripan sifat, baik

sifat atom maupun senyawanya, dihasilkanlah sistem periodik. Kimia telah

mencapai perkembangan yang sangat cepat dalam usaha memahami sifat semua

unsur. Sistem periodik unsur telah memainkan peran yang sangat penting dalam

penemuan zat baru, serta klasifikasi dan pengaturan hasil akumulasi pengetahuan

kimia. Sistem periodik merupakan tabel terpenting dalam kimia dan memegang

peran kunci dalam perkembangan sains material. Berdasarkan jenis penyusunan

atomiknya senyawa anorganik diklasifikasikan atas senyawa molekular dan

padatan. Salah satu unsur yang ada pada table periodic adalah aluminium (Al).

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Aluminium murni memiliki karakteristik yang diinginkan pada logam.

Alumunium itu ringan, tidak magnetik dan tidak mudah terpercik, merupakan

logam kedua termudah dalam soal pembentukan, dan keenam dalam soal ductility

(Anonymous, 2011). Aluminium merupakan salah satu unsur yang melimpah di

alam khususnya pada kerak bumi, yaitu sekitar 8,1% berat. Walaupun jumlahnya

melimpah, namun logam aluminium ini tidak pernah ditemukan dalam logam

murninya di alam. Melainkan bergabung dengan unsur – unsur lain membentuk

suatu mineral. Misalnya persenyawaannya dengan group silikat yang biasanya

disebut feldspar, yang merupakan mineral yang paling melimpah di lapisan kerak

bumi. Salah satu jenis mineral aluminium silikat yaitu piropilit AlSi2O5(OH),

Selain itu, biasanya bergabung dengan mangan membentuk mineral yang disebut

spesartin,Mn3Al2(SiO4)3. Aluminium silikat yang mengandung Floride atau

hidroksida, Al2SiO4. F(OH)2, membentuk mineral permata yang dinamakan topas,

aluminium silikat dengan kalium dinamakan mikrolin, KAlSi3O8, yang biasanya

berwarna hijau apel hingga kecoklatan (Navy,2009).

(feldspar) (piropilit) (spesartin)

Senyawa aluminium oksida yang paling umum adalah bauksit, atau

aluminium murni yang mengandung aluminium oksida dalam jumlah besar.

Biasanya merupakan kombinasi dari aluminium dan oksigen dengan rumus

Al2O3.2H2O. pada bauksit ini juga terdapat beberapa pengotor antara lain Fe2O3

dan SiO2. Oleh karenanya, untuk memperoleh logam aluminium murni diperlukan

pemrosesan bauksit lebih lanjut (Davydson, 2009).

Alumina (Al2O3) Adalah bubuk putih biasanya dihasilkan dari bijih

bauksit. Ini adalah salah satu yang paling banyak digunakan. bahan keramik maju

dengan rentang aplikasi dari busi dengan bahan katalis. Dalam pengolahan

alumina, reaksi dapat dibagi menjadi 3 tahapan yang berbeda yang pertama adalah

pembentukan aluminium hidroksida atau amorf baik dalam bentuk kristal-ditandai

dengan baik yang paling umum adalah gibsit bayerite dan nordstrandite,

sedangkan boehmite dan diaspore adalah dalam bentuk hidroksida (Yusof,2007).

Aluminium adalah logam yang berwaarna putih perak dan tergolong

ringan yang mempunyai massa jenis 2,7 gr cm –3.Sifat-sifat yang dimilki

aluminium antara lain :

Sifat-sifat penting yang dimiliki aluminium sehingga banyak digunakan

sebagai material teknik:

- Berat jenisnya ringan (hanya 2,7 gr/cm³, sedangkan besi ± 8,1 gr/ cm³)

- Tahan korosi

- Penghantar listrik dan panas yang baik

- Mudah di fabrikasi/di bentuk

- Kekuatannya rendah tetapi pemaduan (alloying) kekuatannya bisa ditingkatkan.

Selain itu ada beberapa sifat lagi yang di miliki oleh aluminium :

1. Ringan, tahan korosi dan tidak beracun maka banyak digunakan untuk alat

rumah tangga seperti panci, wajan dan lain-lain

2. Reflektif, dalam bentuk aluminium foil digunakan sebagai pembungkus

makanan, obat, dan rokok

3. Daya hantar listrik dua kali lebih besar dari Cu maka Al digunakan sebagai

kabel tiang listrik

4. Paduan Al dengan logam lainnya menghasilkan logam yang kuat seperti,

Duralium (campuran Al, Cu, mg) untuk pembuatan badan peswat

5. Al sebagai zat reduktor untuk oksida MnO2 dan Cr2O3.

Sifat fisis :

• Nomor atom : 13

• Konfigurasi e- : [Ne] 3s2 3p 1

• Massa Atom relatif : 26,98154

• Jari-jari atom : 1,82 Å

• Titik Didih : 2467 °C

• Titik Lebur : 660 °C

• Elektronegatifitas : 1,45

• Energi Ionisasi : 577 kJ/mol

• Tingkat Oks. Max : 3+

• Struktur Atom : Kristal

• Logam

• Wujud : Padat

Sifat bahan korosi dari aluminium diperoleh karena terbentuknya lapisan

aluminium oksida (Al2O3) pada permukaan aluminium. Lapisan ini membuat Al

tahan korosi tetapi sekaligus sukar dilas, karena perbedaan melting point (titik

lebur). Aluminium umumnya melebur pada temperature ± 600 derajat C dan

aluminium oksida melebur pada temperature 2000C. Kekuatan dan kekerasan

aluminium tidak begitu tinggi dengan pemaduan dan heat treatment dapat

ditingkatkan kekuatan dan kekerasannya. Aluminium komersil selalu

mengandung ketidak murnian ± 0,8% biasanya berupa besi, silicon, tembaga dan

magnesium. Sifat lain yang mnguntungkan dari aluminium adalah sangat mudah

difabrikasi, dapat dituang (dicor) dengan cara penuangan apapun. Dapat

deforming dengan cara: rolling, drawing, forging, extrusi dll. Menjadi bentuk

yang rumit sekalipun (Annonymous, 2011).

Gambar Aluminium

BAB III

PERMASALAHAN DAN PENYELESAIAN MASALAH

1. Jelaskan metode yang dapat digunakan untuk mengisolasi aluminium

beserta reaksi yang terjadi?

(Yudiarto, A., 2009, http://extractivemetallurgy.blogspot.com/2008/12/proses

pengolahan-bijih-bauksit.html).

Aluminium dapat diisolasi dari bauksit karena bauksit di Indonesia

(Kalimantan Barat dan Bintan) mengandung mineral gibbsite (Alumina Trihidrat).

Isolasi Aluminium dapat dilakukan menggunakan proses Bayer dan Hall-Heroult.

Pada proses Bayer dilakukan proses pelarutan menggunakan NaOH untuk

menghasilkan Alumina dan menghilangkan pengotornya (SiO2). Kemudian

dilanjutkan dengan reduksi elektrolitik garam lebur alumina menjadi aluminium

(proses Hall-Heroult)

(Eddy.1996,http://katalog.pdii.lipi.go.id/index.php/searchkatalog/.../

4910/4911.pdf)

Pada proses Bayer terjadi reaksi berikut (Krisnandi, Y.K., 2006,

http://repository.ui.ac.id/dokumen/lihat/2830.pdf ):

a. Reaksi Pelarutan

Al(OH)3 + Na+ + OH- Al(OH)4- + Na+

b. Reaksi Presipitasi (Pengendapan)

Al(OH)4- + Na+ Al(OH)3 +Na+ + OH-

c. Reaksi Kalsinasi

2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O

2. Bagaimana pengaruh otoklav (proses Bayer)pada isolasi aluminium dari

bauksit terhadap jumlah alumina, serta terhadap kelarutan pengotor

yang ada (Fe2O3, SiO2)?

Isolasi aluminium pada proses Bayer dapat dilakukan secara otoklav

maupun non otoklav. Proses Bayer pada umumnya dilakukan secara otoklav

(suhu dan tekanan tinggi). Namun untuk menjajagi kemungkinan pengolahan

bauksit untuk menghasilkan alumina, maka dilakukan penelitian proses Bayer

tanpa otoklav oleh pemerintah. Dari hasil percobaan yang dilakukan oleh LIPI,

perolehan alumina tanpa otoklav mendekati dengan menggunakan otoklav:

Namun pengotor / impuritis pada proses Bayer menggunakan otoklav

memiliki kelarutan yang lebih rendah daripada tanpa otoklav. Artinya dengan

otoklav, pengotornya lebih sedikit daripada tanpa otoklav. Pada penelitian ini,

digunakan suhu 150oC untuk proses otoklav dan 90oC untuk tanpa otoklav.

Hasilnya ditunjukkan pada grafik berikut ini:

(Eddy D. T., 1996,

http://katalog.pdii.lipi.go.id/index.php/searchkatalog/.../4910/4911.pdf)

3. Bagaimana kelimpahan unsur Al di alam dan manfaat Aluminium(Al)

dalam kehidupan sehari-hari?

Di alam Al tidak pernah ditemukan dalm keadaan bebas, dan semua

unsure Al dari bumi selalu bergabung dengan unsure-unsur lainnya (dalam

bentuk senyawa. Dua senyawa yang paling umum adalah kalium aluminum

sulfat (KAl(SO4)2.12.H2O) dan aluminium oksida Al2O3 (Krisnandi, Y.K.,

2006, http://repository.ui.ac.id/dokumen/lihat/2830.pdf).

Beberapa senyawa Aluminium yang banyak digunakan dalam

kehidupan sehari- hari dan industri antara lain:

a. Tawas, KAl(SO4)2.12H2O; digunakan untuk mengendapkan

kotoran pada penjernihan air

b. Aluminium sulfat (Al2SO4)3, digunakan dalam industri kertas dan

mordan (pengikatan dalam pencelupan)

c. Zeolit (Na2O Al2O3 2SiO2) digunakan untuk melunakkan air sadah

d. Aluminium Al2O3, digunakan untuk pembuatan pasta gigi, industri

gelas dan industri keramik.

e. Thermit (campuran Al dan Fe2O3), digunakan untuk mengelas baja

(Anonymous,2010,http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/

2009/0704004/3.%20Kimia%203_bab_3.pdf)

Beberapa penggunaan aluminium lainnya:

1. Sektor industri otomotif, untuk membuat bak truk dan komponen kendaraan

bermotor.

2. untuk membuat badan pesawat terbang.

3. Sektor pembangunan perumahan;untuk kusen pintu dan jendela.

4. Sektor industri makanan ,untuk kemasan berbagai jenis produk.

5. Sektor lain, misal untuk kabel listrik, perabotan rumah tangga dan barang

kerajinan.

6. Membuat termit, yaitu campuran serbuk aluminium dengan serbuk besi (III)

oksida, digunakan untuk mengelas baja ditempat, misalnya untuk menyambung

rel kereta api.

4. Mengapa aluminium tidak mudah mengalami oksidasi seperti pada besi?

Karena permukaan logam aluminium tertutup oleh lapisan tipis oksida yag

melindungi logam terhadap udara, sehingga logam aluminium tidak bereaksi

dengan udara. Bila lapisan ini rusak maka aluminium dapat bereaksi dengan

udara. Aluminium bila dibakar dalam oksigen akan menghasilkan nyala putih

Al2O3.

Aluminium tahan terhadap korosi karena fenomena pasivasi. Pasivasi

adalah pembentukan lapisan pelindung akibat reaksi logam terhadap

komponen udara sehingga lapisan tersebut melindungi lapisan dalam logam

dari korosi

4 Al(s) + 3O2 2 Al2O3

5. Mengapa alumunium lebih bersifat tidak magnetis ?

Dalam suatu orbital terdapat electron yang memiliki muatan listrik pada

masing-masing electron sehingga terjadi medan magnetis yang kecil.Pada

sebagian besar logam seperti logam aluminium electron terluarnya didapati

dalam kondisi berpasangan sehingga efek medan magnetic yang kecil akan di

batalkan atau menghilang. Namun di beberapa material seperti besi dan baja

beberapa elktronnya ditemukan dalam kondisi tidak berpasangan sehingga

medan magnetisnya dapat dibuat atau dimunculkan. Dalam logam alumunium

elektronnya tidak memberikan efek medan magnet secara keseluruhan

sehingga aluminium tidak bersifat magnetis.

DAFTAR PUSTAKA

Annonymous,2011,ALUMINIUM,http://www.chem-is-try.org,diakses tanggal 20

Maret 2011.

Annonymous,2011,Rizalfreestyler'sBlog,http://rizalfreestyler.wordpress.com/

xmlrpc.php, diakses 23maret 2011.

Annonymous,2010,http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/

2009/0704004/3.%20Kimia %203_bab_3.pdf, diakses 28 Maret 2011.

Davydson,Sam,2009,ALUMINIUM,http://sam.davyson.com/as/physics/

aluminium/site/uses.html, diakses tanggal 26 Maret 2009.

Eddy.1996.http://katalog.pdii.lipi.go.id/index.php/searchkatalog/.../4910/4911.pdf,

diakses 28 Maret 2011.

Gambar Feldspar : http://www.galleries.com/minerals/silicate/feldspar.htm,

diakses tanggal 30 maret 2011.

Gambar piropilit, http://winerfirmansyah.wordpres.com/2010/01/03/pyrophyllite-

spport-metal/, diakses tanggal 30 maret 2010

Gambar spesartin : http://www.bolha.com/oglas1272329516/slika3/rudnine-

kamnine, diakses tanggal 30 maret 2011.

Gambar Aluminium, http://www.chem-is-try.org, diakses tanggal 30 maret 2011

Krisnandi, Y.K., 2006, http://repository.ui.ac.id/dokumen/lihat/2830.pdf, diakses

28 Maret 2011.

Navy,R,2011,ALUMINIUM,http://hyperphysics.phy.astr.gsu.edu/Hbase/

hframe.html, diakses tanggal 20 Maret 2011.

Yudiarto, A., 2009, http://extractivemetallurgy.blogspot.com/2008/12/proses-

pengolahan-bijih-bauksit.html, diakses 38 Maret 2011.

Yusoff M, and Muslimin M,2007, SYNTTHESIS OF USING THE

SOLVOTHERMAL METHOD,

http://pkukmweb.ukm.my/~mjas/v11_n1/39_493C4_IR_Iz-1.pdf, diakses

tanggal 30 maret 2011.