Aluminium Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logam dan Senyawanya

146 M Mari Belajar Kimia SMA-MA Kelas XII IPA JILID 3 sifat amfoter dari oksida aluminium itu. Pengotor utama dalam bauksit yang terdiri atas SiO 2 , Fe 2 O 3 , dan TiO 2 . Apabila bauksit dilarutkan dalam larutan NaOH, maka Al 2 O 3 akan larut sedangkan pengotornya tidak. Pengotornya dipisahkan dengan penyaringan. Reaksi yang terjadi sebagai berikut. Al 2 O 3 s + 2OH – l + 3H 2 Ol o 2AlOH 4 – aq Selanjutnya aluminium diendapkan dari filtrat dengan mengalirkan gas CO 2 dan pengenceran. Persamaan reaksinya sebagai berikut. 2AlOH 4 – aq + CO 2 g o 2AlOH 3 s +CO 3 2– aq + H 2 Ol Endapan AlOH 3 disaring, dikeringkan lalu dipanaskan, sehingga diperoleh Al 2 O 3 murni. Reaksi yang terjadi seperti di bawah ini. 2AlOH 3 s o Al 2 O 3 s + 3H 2 Og 2 Tahap peleburan Reduksi alumina Pada tahap ini, reduksi alumina dilakukan melalui elektrolisis menurut proses Hall-Heroult. Elektrolisis lelehan Al 2 O 3 tidak ekonomis, karena ia mempunyai titik leleh yang sangat tinggi kurang lebih 2000 o C. Karena itu dalam proses Hall-Heroult, Al 2 O 3 dilarutkan dalam lelehan kriolit Na 3 AlF 6 dalam bejana dari baja berlapis grafit yang berfungsi sebagai katode, sehingga elektrolisis dapat berlangsung pada suhu kurang dari 1000 o C. Dalam proses ini digunakan batang grafit sebagai anode. Reaksinya yang terjadi sebagai berikut. Al 2 O 3 l o 2Al 3+ l + 3O 2– l Katode Al 3+ l + 3 e – o Als Anode 2O 2– l o O 2 g + 4 e – Untuk memproduksi 1 kg aluminium rata-rata dihabiskan 0,44 kg anode karbon. Gambar 4.18 Penambangan Bauksit Sumber: Chemistry, The Molecular Nature of Matter and Change, Silberberg M. S 147 BBab 4 Kimia Unsur b. Kegunaan aluminium dan senyawanya 1 Aluminium Aluminium merupakan salah satu jenis logam yang banyak penggunaannya. Penggunaan aluminium didasarkan pada sifatnya yang khas, yaitu Š ringan massa jenis 2,7 g cm –3 Š logam yang sangat kuat Š tahan korosi Š mudah dibentuk Š tidak beracun Š dapat dipadu dengan logam lain. Karena sifatnya itu, aluminium digunakan dalam berbagai hal antara lain. Š Industri otomotif, digunakan untuk membuat bak truk dan komponen kendaraan bermotor lainnya. Š Membuat bingkai jendela, kusen, dan kerangka ruang perkantoran. Š Industri makanan digunakan untuk aluminium foil dan kaleng aluminium untuk kemasan berbagai produk makananminuman. Š Digunakan untuk membuat alat-alat masak seperti panci, cangkir, ceret, dan lainnya. Š Membuat kabel listrik, mainan, dan barang kerajinan. Š Untuk membuat termit, yaitu campuran serbuk aluminium dengan serbuk besiIII oksida yang digunakan untuk mengelas baja, misal untuk menyambung rel kereta api. Campuran ini bereaksi sangat eksoterm sehingga menghasilkan panas yang dapat melelehkan besi dan baja. 2 Alumina Al 2 O 3 Aluminium oksida atau alumina dapat berupa kristal ion. Alumina meleleh pada 2053 o C dan tidak larut dalam air, sangat keras, dan stabil. Alumina dibedakan atas alfa-alumina dan gamma-alumina. Alfa-alumina adalah alumina yang sangat keras dan diperoleh dari pemanasan AlOH 3 pada suhu di atas 1000 o C. Alfa-alumina di alam terdapat sebagai korundum, yaitu suatu zat kristal yang sangat keras dan digunakan sebagai pengampelas. Korundum yang mengandung zat pengotor berwarna merah disebut batu manikam, jika pengotornya berwarna biru disebut permata Gambar 4.19 Aluminium Al Sumber:Dokumentasi Penerbit 148 M Mari Belajar Kimia SMA-MA Kelas XII IPA JILID 3 nilam. Batu mulia seperti rubi, safir, ametis, dan topaz meru- pakan alfa-alumina yang mengandung senyawa logam transisi yang memberi warna tertentu pada batu itu. Rubi berwarna merah karena mengandung senyawa krom III, safir berwarna biru karena mengandung senyawa besi II, besi III, dan titanium IV. Ametis berwarna violet karena mengandung senyawa krom III dan titanium IV, sedangkan topaz berwarna kuning karena mengandung senyawa besi III. Adapun gamma-alumina dapat diperoleh dari pemanasan AlOH 3 di bawah suhu 450 o C. Gamma alumina dapat bereaksi dan larut dalam air. Gamma alumina digunakan untuk pembuatan aluminium, untuk pasta gigi, industri keramik, dan industri gelas. 3 Aluminium sulfat Al 2 SO 4 3 Aluminium sulfat digunakan pada pengolahan air minum, yaitu untuk mempercepat koagulasi lumpur koloidal. Selain itu, aluminium sulfat juga digunakan dalam pembuatan kertas. 4 Aluminium hidroksida AlOH 3 Aluminium hidroksida yang terdapat pada antasid digunakan untuk menetralkan asam lambung yang berlebih. Tahukah Kalian Tahukah Kalian ? ? Untuk mengubah ion aluminium menjadi aluminium diperlukan energi besar. Energi listrik sebanyak satu faraday 96500 coulomb diperlukan untuk menghasilkan 9 gram alumi- nium. Jika sel atau baterai dibuat dari aluminium, maka setiap 9 gram aluminium yang bereaksi dapat menghasilkan listrik 1 faraday. Sumber: Surabaya post, Kamis, 28 Juli 2005. Gambar 4.20 Obat sakit maag mengandung Magnesium hidroksida MgOH 2 dan Aluminium hidroksida AlOH 3 digunakan untuk menetralkan asam lambung antasid. Sumber: Dokumentasi Penerbit 149 BBab 4 Kimia Unsur

4. Besi

a. Pembuatan besi Besi adalah logam yang paling murah diantara logam- logam yang dikenal manusia. Senyawa besi terdapat dalam sebagian besar batuan dan tanah. Besi diolah dari bijihnya dalam suatu tungku yang disebut tanur tiup blast furnace yang ditampilkan dalam Gambar 4.21. Bahan yang digunakan pada pengolahan besi adalah bijih besi, kokas, dan batu kapur. Kokas C berfungsi sebagai reduktor, sedangkan batu kapur CaCO 3 digunakan sebagai fluks, yaitu bahan yang akan bereaksi dengan pengotor dalam bijih besi dan memisahkan kotoran itu dalam bentuk cairan kental yang disebut terak slag. Komposisi bahan-bahan tersebut tergantung pada pengotor yang ada, baik bersifat asam maupun basa. Pada umumnya pengotor dalam bijih besi bersifat asam, sehingga diperlukan fluks yang bersifat basa, yaitu CaCO 3 . Secara garis besar, proses yang terjadi pada tanur tiup dijelaskan sebagai berikut. Š Bijih besi, kokas, dan batu kapur diumpankan dari atas tanur, sementara udara panas ditiupkan dari bawah. Kokas akan terbakar pada bagian bawah tanur dengan membebaskan kalor, sehingga suhu disekitarnya mencapai 2000 o C. Reaksi yang terjadi sebagai berikut. Pada peluncuran kapal ruang angkasa NASA, Columbia digunakan 160.000 kilogram serbuk aluminium yang dicampur dengan zat pengoksidasi sebagai bahan bakar padat untuk menembakkan roket. Reaksi yang berlangsung selama 2 menit menghasilkan energi yang cukup untuk menaikkan Columbia mencapai ketinggian lebih dari 43 kilometer. Gambar 4.21 Pembuatan besi menggunakan tanur tiup. Sumber: Chemistry, The Molecular Nature of Matter and Change, Silberberg M. S 150 M Mari Belajar Kimia SMA-MA Kelas XII IPA JILID 3 Cs + O 2 g o CO 2 g + kalor Ketika bergerak naik, gas CO 2 yang baru terbentuk bereaksi lagi dengan kokas yang bergerak turun membentuk CO. CO 2 g + Cs o2COg Š Gas CO yang dihasilkan akan mereduksi bijih besi secara bertahap. Fe 2 O 3 Tahap 1  o Fe 3 O 4 Tahap 2  o FeO Tahap 3  o Fe Tahap 1: 3Fe 2 O 3 + CO o 2Fe 3 O 4 + CO 2 Tahap 2: Fe 3 O 4 + CO o 3FeO + CO 2 Tahap 3: FeO + CO o Fe + CO 2 Reaksi keseluruhan: Fe 2 O 3 s + 3COg o 2Fel + 3CO 2 g Besi yang terbentuk pada proses tanur tiup berupa cairan