Belerang Pembuatan dan Kegunaan Unsur Nonlogam dan Senyawanya

169 BBab 4 Kimia Unsur

7. Belerang

Belerang terdapat dalam dua bentuk alotropi. Kedua alotropi ini adalah belerang rhombis yang berwarna kuning dan disebut belerang-D titik leleh 112,8 o C serta belerang monoklin dan disebut belerang-E titik leleh 119,25 o C. Belerang rhombis akan berubah menjadi belerang monoklin pada suhu 95,6 o C. Satuan struktur kedua bentuk alotropi dalam keadaan cair mengerut menjadi lingkar S 8 . Unsur ini mempunyai titik didih 444,6 o C. Belerang ditemukan di alam sebagai unsur bebas, sulfat maupun sebagai bijih sulfida. Sebagai unsur bebas biasanya ditemukan dalam lapisan ± 150 m di bawah batu karang, pasir, atau tanah liat di daerah gunung berapi. Sulfida banyak ditemui di daerah pegunungan, dalam bentuk blende tidak mengkilap, glans mengkilap dan berwarna gelap serta kies mengkilap dan berwarna muda. Misal timbal glans PbS, seng blende ZnS, dan pyrit atau ijzerkies FeS 2 . a. Pembuatan belerang Bijih belerang yang terdapat di bawah permukaan ditambang dengan proses Frasch. Pada proses ini pipa logam yang berdiameter 15 cm berisi dua pipa konsentrik yang lebih kecil ditanam sampai menyentuh lapisan belerang. Uap air yang sangat panas suhu sekitar 160 o C dan tekanan 16 atm dipompakan melalui pipa bagian luar sehingga belerang akan meleleh. Selanjutnya dimasukkan udara bertekanan tinggi 20-25 atm melalui pipa terkecil, sehingga terbentuk busa belerang yang akan terpompa ke atas melalui pipa ketiga. Kemurnian belerang yang dihasilkan mencapai 99,5 . Saat ini, proses Frasch bukan cara utama memperoleh belerang karena kebutuhan belerang lebih banyak berasal dari hasil desulfurisasi minyak bumi. Desulfurisasi minyak bumi dilakukan untuk mengurangi pencemaran akibat pembakaran belerang dalam bahan bakar minyak. Gambar 4.32 Belerang Sumber:Dokumentasi Penerbit Di unduh dari : Bukupaket.com 170 M Mari Belajar Kimia SMA-MA Kelas XII IPA JILID 3 b. Kegunaan belerang Penggunaan utama belerang adalah untuk membuat asam sulfat, sedikit belerang digunakan pada vulkanisasi karet untuk industri ban kendaraan. 1 Asam sulfat Senyawa belerang yang terpenting dan banyak diproduksi adalah asam sulfat H 2 SO 4 . Senyawa ini tergolong asam kuat yang mempunyai afinitas besar terhadap air dan sangat higroskopis. Pada pencampuran asam sulfat dengan air akan menimbulkan banyak panas. Dalam industri, asam sulfat dibuat dengan dua cara, yaitu Š Proses kontak Proses kontak menggunakan bahan baku SO 2 yang diperoleh dari pemanggangan sulfida atau belerang. Gas SO 2 yang terjadi dicampur dengan udara yang dialirkan melalui katalisator kontak V 2 O 5 pada suhu ± 400 o C. Gas SO 3 yang terbentuk dialirkan ke dalam larutan asam sulfat encer, sehingga akan terbentuk asam pirosulfat. Dengan menambahkan air ke dalam campuran ini akan diperoleh asam sulfat pekat dengan kadar sekitar 98 . Dalam reaksi ini, V 2 O 5 merupakan katalis oksidator, karena selain bertindak sebagai katalisator juga berfungsi sebagai oksidator. Reaksi-reaksi yang terjadi selama proses tersebut adalah sebagai berikut. Gambar 4.33 Penambangan belerang dengan proses Frasch Sumber: Chemistry, The Molecular Nature of Matter and Change, Silberberg M. S Di unduh dari : Bukupaket.com 171 BBab 4 Kimia Unsur 4FeS 2 s + 11O 2 g o 2Fe 2 O 3 s + 8SO 2 g pemanggangan pyrit atau Ss + O 2 g o SO 2 g pembakaran belerang SO 2 g + V 2 O 5 o SO 3 g + V 2 O 4 oksidasi katalitik V 2 O 4 + 1 2 O 2 g o V 2 O 5 SO 2 g + 1 2 O 2 g o SO 3 g pembentukan SO 3 SO 3 g + H 2 SO 4 aq o H 2 S 2 O 7 aq pembentukan pirosulfat H 2 S 2 O 7 aq + H 2 Ol o 2H 2 SO 4 aq pembentukan asam sulfat Š Proses bilik timbal Proses bilik timbal menggunakan bahan baku yang sama dengan proses kontak, tetapi menggunakan katalisator uap nitroso, yaitu campuran antara NO dan NO 2 . Mula- mula SO 2 dialirkan bersama asam nitrat ke dalam menara Glover, sehingga asam nitrat akan terurai menjadi NO dan NO 2 . Campuran gas bersama udara dan uap air dialirkan ke dalam ruangan yang dilapisi timbal bilik timbal, sehingga terbentuk asam nitrosil HNOSO 4 . Ke dalam bilik timbal disemprotkan air, maka asam nitrosil terurai menjadi asam sulfat, gas NO dan NO 2 yang dihasilkan dialirkan ke menara Gay Lussac untuk diubah menjadi asam nitrat lalu dialirkan balik ke menara Glover. Asam sulfat yang terbentuk dialirkan ke dalam bak penampungan. Reaksi yang terjadi 2SO 2 g + O 2 g + NOg + NO 2 g + H 2 Ol o 2HNOSO 4 aq 2HNOSO 4 aq + H 2 Ol o 2H 2 SO 4 aq + NOg + NO 2 g Pada proses ini diperoleh asam sulfat yang kemurnian- nya lebih rendah kadarnya 80 jika dibandingkan dengan asam sulfat yang diperoleh melalui proses kontak. 2 Penggunaan asam sulfat Penggunaan utama dari asam sulfat adalah untuk industri pupuk dan detergen. Penggunaan lain adalah pada industri logam untuk membersihkan permukaan logam dalam elektroplating, industri zat warna, bahan peledak, obat-obatan, pemurnian minyak bumi, dan pengisi aki.

8. Halogen