426
Logam di bawah karbon dapat diekst rak dengan memanaskan oksida dengan karbon at au karbon monoksida. Unsur
nonl ogam karbon akan menggant ikan l ogam yang kurang reakt if dal am
smel t er at au bl ast f ur nace misal besi at au seng dan logam yang l ebih rendah dal am deret .
Logam di bawah hidrogen t idak akan menggant ikan hidrogen dar
i asam. Oksidanya mudah direduksi menj adi l ogam
dengan pemanasan dalam al iran hidrogen, meskipun met ode ekst raksi ini sangat j arang digunakan dal am indust ri. Fakt anya
hampir semua l ogam oksida di bawah karbon dapat direduksi ket ika dipanaskan dal am hidrogen, meskipun l ogam direaksikan
dengan asam.
Beberapa logam sangat t idak reakt if sehingga t idak dapat dikombinasikan dengan oksigen di udara at au unsur l ain yang ada
di kul it bumi, dan dit emukan sebagai l ogam it u sendiri. Cont ohnya emas dan kadang-kadang t embaga dan perak dan t idak
dibut uhkan pemisahan kimia at au ekst raksi. Fakt anya semua logam di bawah hidrogen dapat dit emukan sebagai unsur ‘ bebas’ at au
‘ asl i’ .
Met ode-met ode l ain dibut uhkan dal am kasus khusus menggunakan at uran penempat an
di spl acement r ul es. Logam yang l ebih reakt if dapat digunakan unt uk menggant ikan dan
mengekst rak l ogam yang kurang reakt if .
Kadang-kadang el ekt rol isis digunakan unt uk memurnikan l ogam yang kurang reakt if yang awal nya t el ah diekst rak
menggunakan karbon at au hidrogen misal t embaga an seng.
Kebut uhan unt uk mat erial ment ah mempunyai impikasi sosial , ekonomi dan l ingkungan misal konservasi sumber mineral
dengan mendaur ul ang l ogam, mengurangi pol usi, dsb.
Reakt ivit as adal ah ukuran mudahnya pembent ukan senyawa dan st abil it as misal l ebih reakt if , l ebih mudah
membent uk senyawa st abil , l ebih sul it unt uk mereduksi l ogam.
o
Logam yang pal ing t idak reakt if sepert i emas, perak dan t embaga t elah digunakan sel ama 10000 t ahun yang l al u
karena l ogam murni t ersebut t el ah dit emukan secara al ami.
o
Logam yang sedikit reakt if sepert i besi dan t imah t el ah diekst rak menggunakan karbon berbasis
smel t i ng selama 2000-3000 t ahun yang l al u.
o
Tet api dal am 200 t ahun t erakhir ini l ogam yang sangat reakt if sepert i nat rium at au al uminium t el ah diekst rak
dengan el ekt rol isis.
21. 3. 1 Ekstraksi Besi
Bij ih oksida besi dit ambang di berbagai bagian dunia. Cont ohnya haemat it e
Fe
2
O
3
dan magnet it e Fe
3
O
4
.
Campuran padat an bij ih haemat it e, coke dan l imest one secara kont inu dimasukkan ke dal am bl ast f urnace.
Bij ih besi dan ekst raksi besi
Di unduh dari : Bukupaket.com
427
Coke dibakar di dasar dan udara panas dit iupkan unt uk
membakar coke karbon unt uk membent uk karbon dioksida dal am reaksi oksidasi C menerima O.
Energi panas dibut uhkan dal am reaksi eksot ermik unt uk
meningkat kan suhu bl ast f urnace hingga di at as 1000
o
C unt uk mempengaruhi reduksi bij ih l ogam.
o
karbon + oksigen
o
karbon dioksida
o
C
s
+ O
2g
o
CO
2g
Pada suhu t inggi t erbent uk karbon dioksida, bereaksi dengan coke karbon l ain unt uk membent uk karbon monoksida
o
karbon dioksida + karbon
o
karbon monoksida
o
CO
2g
+ C
s
o
2CO
g
o
cat at an: CO
2
t ereduksi dengan kehil angan O, C t eroksidasi dengan menerima O
Karbon monoksida adalah molekul yang benar-benar
mengusir oksigen dari bij ih besi oksida. Ini adal ah reaksi reduksi Fe
2
O
3
kehilangan O, at au Fe
3+
menerima t iga el ekt ron unt uk membent uk Fe dan
CO dikenal sebagai agen pereduksi pengusir
O dan t eroksidasi dal am proses.
Logam besi dil el ehkan pada suhu bl ast f urnace t inggi dan menet es ke dasar bl ast f urnace. Reaksi reduksi ut ama adalah . . .
o
Besi III oksida + karbon monoksida
o
besi + karbon dioksida
o
Fe
2
O
3s
+ 3CO
g
o
2Fe
l
+ 3CO
2g
o
Cat at an, dalam kedua reaksi di at as, oksidasi dan reduksi sel al u t erj adi bersamaan
Reaksi reduksi bij ih l ogam yang l ain adal ah …
Besi III oksida + karbon
o
besi + karbon monoksida Fe
2
O
3s
+ 3C
g
o
2Fe
l
+ 3CO
g
at au besi
III oksida + karbon
o
besi + karbon dioksida 2Fe
2
O
3s
+ 3C
g
o
4Fe
l
+ 3CO
2g
Bij ih l ogam asl i mengandung acidic mineral impurities sepert i
silika SiO
2
, sil ikon dioksida. Ini bereaksi dengan kalsium karbonat
Di unduh dari : Bukupaket.com
428
limestone unt uk membent uk molten slag missal dari kal ium sil ikat .
o
kal sium karbonat + sil ika
o
kal sium silikat + karbon dioksida
o
CaCO
3
+ SiO
2
o
CaSiO
3
+ CO
2
o
Kadang-kadang dit unj ukkan dal am dua l angkah:
CaCO
3
o
CaO + CO
2
CaO + SiO
2
o
CaSiO
3
Mol t en sl ag membent uk l apisan di at as l el ehan besi yang l ebih padat dan keduanya dapat dipisahkan, dan biasanya,
disal urkan ke l uar. Besi didinginkan dan dicet ak ke dal am pig iron ingot s at au dit ransf er l angsung ke f urnace penghasil baj a.
Limbah gas dan debu dari bl ast f urnace harus
diperl akukan dengan baik unt uk menghindari pol usi l ingkungan.
o
karbon monoksida yang sangat beracun dapat dibakar
unt uk menghasil kan sumber ener gi panas, dan dalam reaksi eksot erm dikonversikan menj adi karbon dioksida yang t idak
berbahaya.
karbon monoksida + oksigen
o
karbon dioksida
2CO
g
+ O
2g
o
2CO
2g
o
Gas asam sepert i sulfur dioksida dari bij ih sul f ida, dapat
dihil angkan dengan bubbl ing melal ui l arut an al kali sepert i kal sium hidroksida l imewat er yang dinet ralkan dan
dioksidasi menj adi kal sium sul f at yang t idak berbahaya. Pembersihan gas dengan cara ini disebut
gas scrubbing.
o
Air yang terkontaminasi harus dibersihkan dari bahan kimia
berbahaya sebel um dil epaskan ke sungai at au didaur ul ang mel al ui wat er t reat ment pl ant .
o
waste slag digunakan unt uk konst ruksi j al an at au menimbun
gal ian sehingga dapat dit anami.
Besi dari bl ast f urnace baik unt uk o byek cast iron yang
sangat keras t et api t erl al u rapuh unt uk apl ikasi lainnya karena kandungan karbon dari coke-nya t erl al u t inggi. Jadi dikonversikan
menj adi
steel alloy unt uk range yang l ebih l uas. Material mentah:
bij ih besi misal bij ih haematite [ besi III oksida, Fe
2
O
3
]
coke karbon, C
udara panas unt uk O
2
di dal amnya
limestone kal sium karbonat , CaCO
3
Di unduh dari : Bukupaket.com
429
21. 3. 2 Ekstraksi Aluminium
