Dasar reaksi : Reduksi dengan gas CO, dari pembakaran tak sempurna C
Tempat : Dapur tinggi tanur tinggi, yang dindingnya terbuat dari batu tahan api.
Reaksi dalam dapur tinggi adalah kompleks. Secara sederhana dapat dilihat pada penjelasan berikut. Dalam 24 jam rata-rata menghasilkan 1.000 – 2.000 ton besi
kasar dan 500 ton kerak terutama CaSiO
3
. Kira-kira 2 ton bijih, 1 ton kokes dan 0,3 ton gamping dapat menghasilkan 1 ton besi kasar.
Reaksi yang terjadi :
1. Reaksi pembakaran.
Udara yang panas dihembuskan , membakar karbon terjadi gas CO
2
dan panas. Gas CO
2
yang naik direduksi oleh C menjadi gas CO.
C + O
2
CO
2
CO2 + C 2CO
2. Proses reduksi
Gas CO mereduksi bijih.
Fe
2
O
3
+ 3CO 2 Fe + 3 CO
2
Fe
3
O
4
+ 4CO 3 Fe + 4 CO
2
Besi yang terjadi bersatu dengan C, kemudian mleleh karena suhu t inggi 1.500 C
3. Reaksi pembentukan kerak
CaCO
3
CaO + CO
2
CaO + SiO
2
CaSiO
3
kerak
Karena suhu yang tinggi baik besi maupun kerak mencair. Besi cair berada di bawah. Kemudian dikeluarkan melalui lubang bawah, diperoleh besi kasar dengan
kadar C hingga 4,5. Disamping C mengandung sedikit S, P, Si dan Mn. Besi kasar yang diperoleh keras tetapi sangat rapuh lalu diproses lagi untuk membuat baja
dengan kadar C sebagai berikut :
baja ringan kadar C : 0,05 – 0,2
baja medium kadar C : 0,2 – 0,7
baja keras kadar C : 0,7 – 1,6
Pembuatan baja :
Dibuat dari besi kasar dengan prinsip mengurangi kadar C dan unsur-unsur campuran yang lain. Ada 3 cara :
1. Proses Bessemer :
Besi kasar dibakar dalam alat convertor Bessemer. Dari lubang-lubang bawah dihembuskan udara panas sehingga C dan unsur-unsur lain terbakar dan keluar
gas. Setelah beberapa waktu kira-kira ¼ jam dihentikan lalu dituang dan dicetak.
2. Open-hearth process
Besi kasar, besi tua dan bijih dibakar dalam alat open-hearth. Oksida-oksida besi besi tua, bijih bereaksi dengan C dan unsur-unsur lain Si, P, Mn terjadi besi dan
oksida-oksida SiO
2
, P
2
O
5
, MnO
2
dan CO
2
. dengan demikian kadar C berkurang.
3. Dengan dapur listrik.
Untuk memperoleh baja yang baik, maka pemanasan dilakukan dalam dapur listrik. Hingga pembakaran dapat dikontrol sehingga terjadi besi dengan kadar C
yang tertentu.
C. EKSTRAKSI TEMBAGA DARI BIJIHNYA DILAUKAN MELALUI RANGKAIAN REAKSI REDOKS.
Pengolahan tembaga
Tembaga terdapat di alam dalam bentuk senyawa Cu
2
S, Cu
2
O. Bijih tembaga dinaikan konsentrasinya dengan proses pengapungan flotasi lalu dikenakan
proses pemanggangan. Maka terjadi proses reduksi intramolekuler, diperoleh tembaga.
Reaksinya :
Cu
2
S + O
2
2 Cu + SO
2
2 Cu
2
S + 3 O
2
2 Cu
2
O + 2 SO
2
Cu
2
S + 2 Cu
2
O 6 Cu + SO
2
Tembaga yang diperoleh belum murni tetapi sudah dapat digunakan untuk berbagai keperluan seperti pipa, bejana, dan lain-lain, tetapi belum baik untuk
penghantar listrik. Untuk memurnikan dilakukan proses elektrolis.
Proses pemurnian tembaga :
Susunan : - Katode : logam Cu dilapis tipis dengan karbon grafit.
- Anode : logam Cu tak murni
- Elektrolit : larutan CuSO
4
Reaksi : Katode : Cu
+2
+ 2 e
-
Cu menempel katode.
Anode : Cu
An
Cu
+2
+ 2e
-
Logam Tembaga dapat diperoleh melalui pemanggangan kalkopirit, seperti yang dinyatakan dalam persamaan reaksi di bawah ini :
2 CuFeS
2s
+ 4 O
2g
—— Cu
2
S
s
+ 2 FeO
s
+ 3 SO
2g
Cu
2
S
s
+ O
2g
—— 2Cu
l
+ SO
2g
Logam Tembaga dapat dimurnikan melalui proses elektrolisis. Logam Tembaga memiliki koduktivitas elektrik yang tinggi. Dengan demikian, logam tembaga
sering digunakan sebagai kawat penghantar listrik. Selain itu, Tembaga juga digunakan pada pembuatan alloy sebagai contoh, kuningan, merupakan alloy dari
Cu dan Zn,bahan pembuatan pipa, dan bahan dasar pembuatan koin uang logam.
Logam Tembaga bereaksi hanya dengan campuran asam sulfat dan asam nitrat pekat panas dikenal dengan istilah aqua regia. Bilangan oksidasi Tembaga adalah
+1 dan +2. Ion Cu
+
kurang stabil dan cenderung mengalami disproporsionasi dalam larutan.
Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
2 Cu
+ aq
—— Cu
s
+ Cu
2+ aq
Cu
Anode
Cu
katode
Yang dapat tereduksi pada katode hanya Cu, sedang logam yang kurang reaktif Ag, Au mengendap di dasar bejana, dan logam yang lebih reaktif Fe tetap dalam
larutan, sebagai ion Fe
2+
, Ag dan Au merupakan hasil tambahan.
Unsur golongan III B
Skandium Sc
YITRIUM Itrium
Itrium merupakan logam berwarna keperakan. Kebanyakan yttrium komersial dihasilkan dari pasir monasit yang juga merupakan sumber bagi sebagian besar
unsur-unsur tanah.
Itrium memiliki kilau metalik-keperakan. Itrium menyala di udara. Itrium banyak ditemukan dalam mineral bumi. Batuan Bulan mengandung yttrium dan
itrium digunakan sebagai fosfor untuk menghasilkan warna merah di layar televisi. Yttrium merupakan unsur golongan IIIB yang berada pada periode 5. Yttrium
termasuk dalam logam transisi. Yttrium ditemukan oleh peneliti dari Finlandia bernama Johan Gadolin tahun 1794 dan diisolasi oleh Friedrich Wohler tahun
1828 berupa ekstrak tidak murni yttria dari reduksi yttrium klorida anhidrat YCl
3
dengan potassium.
- Yttrium Allumunium garnet Y
3
Al
l5
O
12
senyawa ini digunakan sebagai laser selain itu untuk perhiasan yaitu stimulan pada berlian.
- YttriumIIIOksida Y
2
O
3
senyawa ini digunakan untuk membuat YVO
4
Eu + Y
2
O
3
dimana phosphor Eu memberikan warna merah pada tube TV berwarna. Yttrium oksida juga digunakan untuk membuat Yttrium-Iron-garnet yang dimanfaatkan
pada microwave supaya efektif
- Selain itu Yttrium juga digunakan untuk meningkatkan kekuatan pada logam alumunium dan alloy magnesium. Penambahan Yttrium pada besi membuat nya
mempunyai efektifitas dalam bekerja.
Efek Bagi Kesehatan dan Lingkungan
Bahaya Yttrium jika bereaksi dengan udara adalah jika terhirup oleh manusia dapat menyebabkan kanker dan jika terakumulasi dalam jumlah berlebih dalam
tubuh menyebabkan kerusakan pada liver. Pada binatang air terpaan Yttrium menyebabkan kerusakan pada membrane sel, yang berdampak pada system
reproduksi dan fungsi pada system saraf. Yttrium tidak beracun tetapi beberapa dari senyawa scandium bersifat karsinogenik pada manusia selain itu dapat
menyebabkan kerusakan pada liver jika terakumulasi dalam tubuh.
Yttrium dapat mencemari lingkungan, terutama dari industri petroleum dan dari pembuangan perabot rumah tangga. Yttrium secara terus-menerus
terakumulasi di dalam tanah, hal ini akan memicu terkonsentrasinya di dalam tubuh manusia dan hewan.
LANTHANUM
Lanthanum adalah unsur kimia dengan simbol La dan nomor atom 57. Lanthanum adalah unsur logam berwarna putih perak yang dimiliki oleh kelompok 3 dari tabel
periodik dan merupakan lantanida . Lanthanum merupakan logam lunak, ulet, dan lembut yang mengoksidasi cepat ketika terkena udara. Hal ini dihasilkan dari
mineral monasit dan bastnäsite menggunakan multistage proses ekstraksi kompleks. Senyawa lanthanum memiliki banyak aplikasi sebagai katalis, aditif
dalam kaca, pencahayaan karbon untuk pencahayaan studio dan proyeksi, elemen pengapian dalam korek api dan obor, katoda elektron,scintillators,dan lain-
lain. Lanthanum karbonat La
2
CO
33
telah disetujui sebagai pengobatan terhadap gagal ginjal.
La
2
O
2
digunakan untuk membuat kaca optic khusus kaca adsorbsi infra merah, kamera dan lensa teleskop. Jika La ditambahkan di dalam baja maka akan
meningkatkan kelunakan dan ketahanan baja tersebut. La digunakan sebagai
material utama dalam elektroda karbon carbon arc electrodes. Garam-garam La yang terdapat dalam katalis zeolit digunakan dalam proses pengkilangan minyak
bumi. Salah satu kegunaan senyawa-senyawa gol Lanthanida adalah pada industri perfilman untuk penerangan dalam studio dan proyeksi.
Lanthanum dapat mengadsorbsi gas H2 sehingga logam ini disebut dengan “hydrogen sponge” atau sepon hydrogen. Gas H2 tersebut terdisosiasi
menjadi atom H, yang mana akan mengisi sebagian ruangan interstice dalam atom-atom La. Ketika atom H kembali lepas ke udara maka mereka kembali
bergabung membentuk ikatan H-H.
Aktinium
Aktinium juga merupakan logam radioaktif langka yang terpancar dalam gelap
.
Isotop aktinium yang paling lama hidup Ac-227 memiliki paruh 21,8 tahun. Unsur ini diperoleh sebagai kotoran dalam bijih-bijih uranium, sebuah bijih
ditambang untuk konten uranium. Sepersepuluh dari satu gram aktinium dapat dipulihkan dari 1 ton bijih-bijih uranium.
Sifat keradioaktifan dari aktinium 150 kali lebih besar dari radium, sehingga memungkinkan untuk menggunakan Ac sebagai sumber neutron. Sebaliknya,
aktinium jarang digunakan dalam bidang Industri. Ac-225 digunakan dalam
pengobatan, yaitu digunakan dalam suatu generator untuk memproduksi Bi-213. Ac-225 juga dapat digunakan sebagai agen untuk penyembuhan secara “radio-
immunoterapi”.
Efek Bagi Kesehatan dan Lingkungan
Aktinium-227 bersifat sangat radioaktif dan berpengaruh buruk pada kesehatan. Bahaya dari aktinium sama dengan bahaya dari plutonium. Bahaya terbesar dari
raioaktif unuk kehidupan sebagaimana kita ketahui adalah bahaya bagi sistem reproduksi dan penurunan sifat. Bahkan dengan dosis rendah bersifat
karsinogenik yang menyebabkan penurunan sistem kekebalan tubuh. Pertumbuhan teknologi nuklir telah membawa sejumlah besar pengeluaran zat
radioaktif ke atmosfir, tanah, dan lautan. Radiasi membahayakan dan terkonsentrasi dalam rantai makanan, sehingga membahayakan bagi manusia dan
hewan.
Unsur Logam Golongan VIII B 9 dan VIII B 10.
Golongan VIII B 9
Co Kobalt
Kobalt adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Co dan nomor atom 27.
Ditemukan oleh Brandt pada tahun 1735.
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.
Ketersediaan: unsur kimia kobal tersedia di dalam banyak formulasi yang mencakup kertas perak, potongan, bedak, tangkai, dan kawat
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.
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.
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 + NaOClaq + 4OH-aq + H2O 2CoOH3s + NaClaq
Trihydroxide CoOH3 yang dihasilkan kemudian dipanaskan untuk membentuk oksida dan kemudian ditambah dengan karbon sehingga terbentuklah unsur
kobalt metal. Berikut reaksinya :
2CoOH3 heat Co2O3 + 3H2O
2Co2O3 + 3C 4Cos + 3CO2g
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.
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
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.
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.
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.
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
