134435079 tgas kimia anorganik

Author: eka-putra-ramandha

Post on 02-Jun-2018

240 views

Category:

Documents


0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • 8/10/2019 134435079 Tgas Kimia Anorganik

    1/21

    1

    BAB I

    PENDAHULUAN

    1.1LATAR BELAKANG

    Timbal atau dikenal sebagai logam Pb dalam susunan unsur merupakan logam berat

    yang terdapat secara alami di dalam kerak bumi dan tersebar ke alam dalam jumlah kecil

    melalui proses alami. Apabila timbal terhirup atau tertelan oleh manusia dan di dalam

    tubuh, ia akan beredar mengikuti aliran darah, diserap kembali di dalam ginjal dan otak,

    dan disimpan di dalam tulang dan gigi.

    Timbal adalah logam lunak kebiruan atau kelabu keperakan yang lazim terdapat dalam

    kandungan endapan sulfit yang tercampur mineral-mineral lain terutama seng dan

    tembaga.

    Timah merupakan logam putih keperakan, logam yang mudah ditempa dan bersifat

    flesibel, memiliki struktur kristalin, akan tetapi bersifat mudah patah jika didinginkan.

    Timah tidak ditemukan dalam unsur bebasnya dibumi akan tetapi diperoleh dari

    senyawaannya. Timah merupakan unsur ke-49 yang paling banyak terdapat di kerak bumi.

    1.2RUMUSAN MASALAH

    Apa itu logam timah, dan timbal,?

    Bagaimana proses pembuatan logam timah dan timbal ?

    Bagaimana sifat fisik dan sifat kimia logam timah dan timbal ?

    Bagaimana persenyawaan logam timah dan timbal ?

    Apa manfaat dari logam timah dan timbal ?

    1.3TUJUAN PENULISAN

    Mengetahui apa itu logam timah dan timbal

    Mengetahui bagaimana proses pembuatan logam timah dan timbal

    Mengetahui bagaimana sifat fisik dan sifat kimia logam timah dan timbal

    Mengetahui bagaimana persenyawaan logam timah dan timbal

    Mengetahui apa manfaat dari logam timah dan timbal

  • 8/10/2019 134435079 Tgas Kimia Anorganik

    2/21

    2

    BAB II

    PEMBAHASAN

    2.1 LOGAM TIMAH (Sn)

    A.PENGERTIAN

    Timah dalam bahasa Inggris disebut sebagai Tin dengan symbol kimia Sn. Kata

    Tin diambil dari nama Dewa bangsa Etruscan Tinia. Nama latin dari timah adalah

    Stannum dimana kata ini berhubungan dengan kata stagnum yang dalam bahasa

    inggris bersinonim dengan kata dripping yang artinya menjadi cair / basah.

    Timah merupakan logam putih keperakan, logam yang mudah ditempa dan bersifat

    flesibel, memiliki struktur kristalin, akan tetapi bersifat mudah patah jika didinginkan.

    B.KELIMPAHAN DI ALAM

    Timah tidak ditemukan dalam unsur bebasnya dibumi akan tetapi diperoleh dari

    senyawaannya. Timah pada saat ini diperoleh dari mineral cassiterite atau tinstone.

    Cassiterite merupakan mineral oksida dari timah SnO2, dengan kandungan timah

    berkisar 78%. Contoh lain sumber biji timah yang lain dan kurang mendapat perhatian

    daripada cassiterite adalah kompleks mineral sulfide yaitu stanite (Cu2FeSnS4)

    merupakan mineral kompleks antara tembaga-besi-timah-belerang dan cylindrite

    (PbSn4FeSb2S14) merupakan mineral kompleks dari timbale-timah-besi-antimon-

    belerang dua contoh mineral ini biasanya ditemukan bergandengan dengan mineral

    logam yang lain seperti perak.

    Timah merupakan unsur ke-49 yang paling banyak terdapat di kerak bumi dimana

    timah memiliki kandungan 2 ppm jika dibandingkan dengan seng 75 ppm, tembaga 50

    ppm, dan 14 ppm untuk timbal. Cassiterite banyak ditemukan dalam deposit

    alluvial/alluvium yaitu tanah atau sediment yang tidak berkonsolidasi membentuk

    bongkahan batu dimana dapat dapat mengendap di dasar laut, sungai, atau danau.

    Alluvium terdiri dari berbagai macam mineral seperti pasir, tanah liat, dan batu-batuan

    kecil. Hampir 80% produksi timah diperoleh dari alluvial/alluvium atau istilahnya

    deposit sekunder. Diperkirakan untuk mendapatkan 1 Kg Cassiterite maka sekitar 7

    samapi 8 ton biji timah/alluvial harus ditambang disebabkan konsentrasi cassiterite

    sangat rendah.

    Dibumi timah tersebar tidak merata akan tetapi terdapat dalam satu daerah geografi

  • 8/10/2019 134435079 Tgas Kimia Anorganik

    3/21

    3

    dimana sumber penting terdapat di Asia tenggara termasuk china, Myanmar, Thailand,

    Malaysia, dan Indonesia. Hasil yang tidak sebegitu banyak diperoleh dari Peru, Afrika

    Selatan, UK, dan Zimbabwe. Timah terdapat di alam dalam berbagai macam mineral,

    tetapi hanya cassiterite (SnO2) yang penting secara komersial.

    C. Cara Memproduksi Timah

    1) Ekstraksi Timah

    Prinsip pengolahan menjadi logamnya yaitu proses reduksi dari bijih oksida tersebut

    (SnO2).pada zaman kuno , reduksi bijih SnO2 dilakukan dengan batubara panas (glowing).

    SnO2(s) +2C(s) Sn(l) +CO2(g)

    Pada tahap awal biji timah harus dipekatkan dan ini dilakukan dalam wadah dengan proses

    flotasi-buih; dalam proses ini serbuk bijih timah dibuat suspensi dengan air kemudian ke dalamnya

    disemprotkan udara melalui saluran yang berlubang-lubang dan berputar akan terjadi gelembung-

    gelembung udara yang naik kepermukaan. Penambahan zat aditif tertentu seperti minyak pinus dan

    natrium etil santat, akan membentuk buih/busa yang menyelimuti bijih timah sehingga terbawa

    keatas bersama dengan gelembung udara untuk kemudian dikumpulkan dengan penumpahan

    keluar; sedangkan bijih pengotor tidak dipengaruhi zat aditif tersebut melainkan jatuh ke bagian

    dasar bak.

    Bijih timah yang sudah pekat kemudian dipanggang, karena bijih timah sudah dalam

    bentuk oksidanya, maka proses pemanggangan ini bertujuan untuk mengoksidasi logam pengotor

    dan menghilangkan belerang dan arsen sebagai oksidanya yang mudah menguap.

    Proses selanjutnya yaitu reduksi dengan karbon. Lelehan timah yang belum murni dari

    hasil reduksi dengan karbon dipisahkan dari logam-logam lain yang tidak meleleh, diaduk secara

    kuat dan kemudian kontak dengan oksigen atmosfer agar terjadi oksidasi pengotor-pengotor yang

    terlarut dapat dilakukan dengan menggunakan uap air panas. Oksida-oksida pengotor ini pada

    pengadukan biasanya membentuk film yang mengambang diatas permukaan sehingga dapat

    dipisahkan dari logam timahnya.

    2) Cara Lain untuk Memproduksi Timah

    Berbagai macam metode dipakai untuk membuat timah dari biji timah tergantung dari jenis

    biji dan kandungan impuritas dari biji timah. Bijih timah yang biasa digunakan untuk produksi

    adalah dengan kandungan 0,8-1% (persen berat) timah atau sedikitnya 0,015% untuk biji timah

  • 8/10/2019 134435079 Tgas Kimia Anorganik

    4/21

    4

    berupa bongkahan-bongkahan kecil. Biji timah dihancurkan dan kemudian dipisahkan dari

    material-material yang tidak diperlukan, adakalanya biji yang telah dihancurkan dilewatkan dalam

    floating tank dan titambahkan zat kimia tertentu sehingga biji timahnya bisa terapung sehingga

    bisa dipisahkan dengan mudah.

    Biji timah kemudian dikeringkan dan dilewatkan dalam alat pemisah magnetik sehingga

    kita dapat memisahkan biji timah dari impuritas yang berupa logam besi. Biji timah yang keluar

    dari proses ini memiliki konsentrasi timah antara 70-77% dan hampir semuanya berupa mineral

    Cassiterite.

    Cassiterite selanjutnya diletakkan dalam furnace bersama dengan karbon dalam bentuk

    coal atau minyak bumi. Adakalanya juga ditambahkan limestone dan pasir untuk menghilangkan

    impuritasnya kemudian material dipanaskan pada suhu 1400 C. Karbon bereaksi dengan CO2yang

    ada didalam furnace membentuk CO, CO ini kemudian bereaksi dengan cassiterite membentuk

    timah dan karbondioksida. Logam timah yang dihasilkan dipisahkan melalui bagian bawah furnace

    untuk diproses lebih lanjut. Untuk memperoleh timah dengan kemurnian yang tinggi maka dapat

    dilakukan dengan menggunakan proses elektrolisis. Dengan cara ini kemurnian timah yang

    diperoleh bisa mencapai 99,8%.

    D.SIFAT FISIS DAN KIMIA

    1.

    Sifat fisika

    Ciri-ciri Fisik

    Keadaan benda Padat

    Titik lebur 505.08 K (449.47 F)

    Titik didih 2875 K (4716 F)

    Titik leleh 232

    o

    C

    Volume molar 16.29 10-6

    m3/mol

    Kalor penguapan 295.8 kJ/mol

    Kalor peleburan 7.029 kJ/mol

    Kalor jenis 27,112 J/molK

    Tekanan uap 5.78 E-21 Pa at 505 K

  • 8/10/2019 134435079 Tgas Kimia Anorganik

    5/21

    5

    Berdasarkan tabel, titik leleh timah (232OC) lebih rendah dibandingkan dengan timbal

    dikarenakan timah membentuk struktur koordinasi 12 yang terdistorsi, bukan murni. Ada 3 macam

    bentuk timah yang dikenal yaitu timah abu-abu, timah putih-lunak, dan timah rapuh masing-

    masing berurutan mempunyai massa jenis 5,75:7,28 dan 6,97 gram/cm3. Timah putih paling stabil

    pada temperatur kamar, dan pada temperatur bawah 13,2OC berubah secara perlahan menjadi

    serbuk abu-abu amorf. Jika dipanaskan lagi hingga diatas 161OC, timah akan berubah menjadi

    timah rapuh.

    Unsur ini memiliki 2 bentuk alotropik pada tekanan normal, yaitu timah alfa dan beta.

    Timah alfa biasa disebut timah abu-abu dan stabil dibawah suhu 13,2 C dengan struktur ikatan

    kovalen seperti diamond. Sedangkan timah beta berwarna putih dan bersifat logam, stabil pada

    suhu tinggi, dan bersifat sebagai konduktor.

    Sifat Kimia

    Kecepatan suara 2500 m/s pada 293.15 K

    Densitas 7,365 g/cm (Sn putih); 5,769 g/cm (Sn abu-abu)

    Ciri-Ciri Kimia

    Nomor atom 50

    Nomor massa 118,71

    Elektronegatifitas 1,96 (skala pauli)

    Energi ionisasi 1 708,6 kJ/mol

    Energi ionisasi 2 1411,8 kJ/mol

    Energi ionisasi 3 2943,0 kJ/mol

    Elektronegatifitas 1,96 (skala pauli)

    Jari-jari atom 145 (145)pm

    Jari-jari kovalen 141 pm

    Jari-jari van der Waals 217 pm

    http://id.wikipedia.org/wiki/Jari-jari_atomhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pikometer&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Jari-jari_kovalen&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Jari-jari_van_der_Waals&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Jari-jari_van_der_Waals&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Jari-jari_kovalen&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pikometer&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Jari-jari_atom
  • 8/10/2019 134435079 Tgas Kimia Anorganik

    6/21

    6

    Timah tidak mudah dioksidasi dan tahan terhadap korosi disebabkan terbentuknya

    lapisan oksida timah yang menghambat proses oksidasi lebih jauh. Timah tahan

    terhadap korosi air distilasi dan air laut, akan tetapi dapat diserang oleh asam kuat,

    basa, dan garam asam. Proses oksidasi dipercepat dengan meningkatnya kandungan

    oksigen dalam larutan.

    Jika timah dipanaskan dengan adanya udara maka akan terbentuk SnO2.

    Timah ada dalam dua alotrop yaitu timah alfa dan beta. Timah alfa biasa disebut

    timah abu-abu dan stabil dibawah suhu 13,2 C dengan struktur ikatan kovalen

    seperti diamond. Sedangkan timah beta berwarna putih dan bersifat logam, stabil

    pada suhu tinggi, dan bersifat sebagai konduktor.

    Timah larut dalam HCl, HNO3, H2SO4, dan beberapa pelarut organic seperti asam

    asetat asam oksalat dan asam sitrat. Timah juga larut dalam basa kuat seperti NaOH

    dan KOH.

    Timah umumnya memiliki bilangan oksidasi +2 dan +4. Timah(II) cenderung

    memiliki sifat logam dan mudah diperoleh dari pelarutan Sn dalam HCl pekat

    panas.

    Timah bereaksi dengan klorin secara langsung membentuk Sn(IV) klorida.

    Hidrida timah yang stabil hanya SnH4.

    Konfigurasi elektron [Kr]4d 5s 5p

    Elektronpertingkat energi 2, 8, 18, 18, 4

    Bilangan oksidasi (Oksida) 4, 2

    Struktur KristalTetragonal (Sn putih); kubik diamond

    (Sn abu-abu)

    Konduktifitas termal 66,8 W/Mk

    http://id.wikipedia.org/wiki/Konfigurasi_elektronhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Krypton&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=D-orbital&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=S-orbital&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Elektronhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Tingkat_energi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Bilangan_oksidasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Oksidahttp://id.wikipedia.org/wiki/Oksidahttp://id.wikipedia.org/wiki/Bilangan_oksidasihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Tingkat_energi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Elektronhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=S-orbital&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=D-orbital&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Krypton&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Konfigurasi_elektron
  • 8/10/2019 134435079 Tgas Kimia Anorganik

    7/21

    7

    E.PERSENYAWAAN TIMAH

    Senyawa Timah yang penting adalah organition, timah okdida, timah(II)klorida,

    timah(IV)sulfide, timah sulfida, timah hidrida, dan stanat

    1.

    Senyawaan Organotin

    Senyawa organotin adalah senyawa yang dibangun dari timah dan substituen

    hidrokarbon sehingga terdapat ikatan C-Sn. Contoh beberapa senyawa organotin ini adalah:

    Tetrabutiltimah, dipakai sebagai material dasar untuk sintesis senyawaan di- dan

    tributil.

    Dialkil atau monoalkil-timah, dipakai sebagai stabilisator panas dalam pembuatan

    PVC. Tributil-Timah oksida, dipakai untuk pengawetan kayu.

    Trifenil-Timah asetat, merupakan kristal putih yang dipakai untuk insektisida dan

    fungisida.

    Trifenil-timah klorida dipakai sebagai biosida

    Trimetil-timah klorida, dipakai sebagai biosida dan sintesis senyawa organic.

    Trifenil-timah hidroksida, untuk fungisida dan engontrol serangga.

    Senyawa organotin dibuat dari reagen Grignard dengan timahtetraklorida. Metode yanglain adalah dengan menggunakan reaksi Wurtz seperti senyawaan alkil natrium dengan

    tmah halide ataupun dengan menggunakan reaksi pertukaran antara timah halide dengan

    senyawaan organo-aluminium.

    2. Timah Oksida

    Merupakan senyawa anorganik dengan rumus kimia SnO2. Oksida timah ini merupakan

    oksida timah yang paling penting dalam pebuatan logam timah. SnO2 memiliki struktur

    kristal rutile dimana setiap 1 atom Sn berkoordinasi dengan 6 atom oksigen. SnO2 tidak

    larut dalam air akan tetapi larut dalam asam dan basa kuat. SnO2larut dalam asam halida

    membentuk heksahalostanat seperti:

    SnO2+ 6HI H2SnI6+ 2 H2O

    Atau jika dilarutkan dalam asam maka:

    SnO2+ 6 H2SO4 Sn(SO4)2+ 2 H2O

    SnO2larut dalam basa membentuk stanat dengan rumus umum Na2SnO3. SnO2digunakan

  • 8/10/2019 134435079 Tgas Kimia Anorganik

    8/21

    8

    bersama dengan vanadium oksida sebagai katalis untuk oksidasi senyawa aromatic,

    dipakai sebagai pelapis, ataupun sebagai bahan pembuatan organotin.

    3. Timah(II) Klorida

    SnCl2berupa padatan kristal berwarna putih, dapat membentuk dihidrat yang stabil. SnCl2

    dipakai sebagai reduktor dalam larutan asam, dan juga dalam cairan electroplating. SnCl2

    dibuat dengan cara reaksi gas HCl kering dengan logam Sn.

    Sn + 2HCl SnCl2 + H2

    SnCl2 memiliki satu pasangan electron bebas. Dalam bentuk fasa gas maka molekul SnCl2

    berbentuk bengkok, sedangkan pada bentuk padatan SnCl2 membentuk rantai yang saling

    terhubung dengan jembatan klorida. Selain dipakai sebagai reduktor SnCl2 juga dipakai

    sebagai katalis, reagen analisis untuk raksa, dan juga dipakai sebagai aditif makanan untuk

    mempertahankan warna dan sebagai antioksidan.

    4. Timah(IV) Klorida

    Disebut juga stani klorida atau timah tetraklorida merupakan senyawaan kimia dengan

    rumus SnCl4. Pada suhu kamar SnCl4ini merupakan cairan yang tidak berwarna dan akan

    membentuk kabut jika terjadi kontak dengan udara. SnCl4 dipergunakan sebagai senjata

    kimia dalam perang dunia ke-1, dipakai untuk memperkuat gelas, dan sebagai bahan dasar

    pembuatan organotin.

    5. Timah Sulfida

    Senyawaan timah dengan belerang terdapat sebagai SnS yaitu timah(II)sulfide dan ada

    dialam sebagai mineral herzenbergite. Pebuatan SnS adalah dibuat dengan mereaksikan

    belerang, SnCl2dan H2S. Sn + S SnS

    SnCl2+ H2S SnS + 2HCl

    Sedangkan timah(IV) sulfide memiliki rumus SnS2 dan terdapat dialam sebagai mineral

    berndtite. Senyawa ini mengendap sebagai padatan berwarna coklat dengan penambahan

    H2S pada larutan senyawa timah(IV) dan banyak dipakai sebagai ornament dekoratif

    karena warnanya mirip emas.

    6. Timah Hidrida

    Hidrida dari timah disebut sebagai stannan dan rumus formulanya adalah SnH4. Hidrida

    timah ini dapat dibuat dengan cara mereaksikan antara SnCl4 dengan LiAlH4. Stannan

  • 8/10/2019 134435079 Tgas Kimia Anorganik

    9/21

    9

    terdekomposisi secara lambat menghasilkan loga timah dan gas hydrogen. Hidrida timah

    ini sangat analog dengan gas metana CH4.

    7. Stanat

    Dalam ilmu kimia stanat berkoporasi dengan senyawaan:

    Ortostanat yang memiliki rumus kimia SnO44-contoh senyawaannya adalah K4SnO4atau

    Mg2SnO4.

    Metastanat yaitu MSnO3atau M2SnO3yaitu campuran oksida atau polimerik anoin.

    Perlu dicatat bahwa asam stanit yang merupakan precursor stanat sebenarnya tidak

    terdapat dialam dan ini sebenarnya merupakan hidrat dari SnO2. Istilah stanat juga dipakai

    untuk sufiks penamaan senyawa misalnya SnCl62-hesaklorostanat.

    I. MANFAAT UNSUR TIMAH

    Data pada tahun 2006 menunjukkan bahwa logam timah banyak dipergunakan

    untuk solder(52%), industri plating (16%), untuk bahan dasar kimia (13%), kuningan &

    perunggu (5,5%), industri gelas (2%), dan berbagai macam aplikasi lain (11%).

    1. Logam Timah dan Paduannya

    Logam timah banyak manfaatnya baik digunakan secara tunggal maupun sebagai

    paduan logam (alloy) dengan logam yang lain terutama dengan logam tembaga.

    Logam timah juga sering dipakai sebagai container dalam berbagai macam industri.

    Contoh-contoh paduan antara tembaga dan timah adalah:

    Pewter, merupakan paduan antara 85-99% timah dan sisanya tembaga, antimony,

    bismuth, dan timbale. Banyak dipakai untuk vas, peralatan ornament rumah,

    atau peralatan rumah tangga.

    Bronze adalah paduan logam timah dengan tembaga dengan kandungan timah

    sekitar 12%.

    Fosfor Bronze adalah paduan bronze yang ditambahkan unsur fosfor.

    2. Plating

    Logam timah banyak dipergunakan untuk melapisi logam lain seperti seng, timbale

    dan baja dengan tujuan agar tahan terhadap korosi. Aplikasi ini banyak

    dipergunakan untuk melapisi kaleng kemasan makanan dan pelapisan pipa yang

  • 8/10/2019 134435079 Tgas Kimia Anorganik

    10/21

    10

    terbuat dari logam.

    3. Superkonduktor

    Timah memiliki sifat konduktor dibawah suhu 3,72 K. Superkonduktor dari timah

    merupakan superkonduktor pertama yang banyak diteliti oleh para ilmuwan contoh

    superkonduktor timah yang banyak dipakai adalah Nb3Sn.

    4. Solder

    Solder sudah banyak dipakai sejak dahulu kala. Timah dipakai dalam bentuk solder

    merupakan campuran antara 5-70% timah dengan timbale akan tetapi campuran 63%

    timah dan 37% timbale merupakan komposisi yang umum untuk solder.

    2.1LOGAM TIMBAL (Pb)

    A. KELIMPAHAN DI ALAM

    Timbal atau dikenal sebagai logam Pb dalam susunan unsur merupakan logam

    berat yang terdapat secara alami di dalam kerak bumi dan tersebar ke alam dalam jumlah

    kecil melalui proses alami. Apabila timbal terhirup atau tertelan oleh manusia dan di dalam

    tubuh, ia akan beredar mengikuti aliran darah, diserap kembali di dalam ginjal dan otak,

    dan disimpan di dalam tulang dan gigi.

    Manusia menyerap timbal melalui udara, debu, air dan makanan. Salah satu

    penyebab kehadiran timbal adalah pencemaran udara. Yaitu akibat kegiatan transportasi

    darat yang menghasilkan bahan pencemar seperti gas CO3, NOx, hidrokarbon, SO2,dan

    tetraethyl lead, yang merupakan bahan logam timah hitam (timbal) yang ditambahkan ke

    dalam bahan bakar berkualitas rendah untuk menurunkan nilai oktan.

    Timbal di udara terutama berasal dari penggunaan bahan bakar bertimbal yang

    dalam pembakarannya melepaskan timbal oksida berbentuk debu/partikulat yang dapatterhirup oleh manusia. Mobil berbahan bakar yang mengandung timbal melepaskan 95

    persen timbal. Sedangkan dalam air minum, timbal dapat berasal dari kontaminasi pipa,

    solder dan kran air.

    Kandungan timbal dalam air sebesar 15mg/l. Dalam makanan, timbal berasal dari

    kontaminasi kaleng makanan dan minuman dan solder yang bertimbal. Kandungan timbal

    yang tinggi ditemukan dalam sayuran terutama sayuran hijau.

    Timbal tidak ditemukan bebas dialam akan tetapi biasanya ditemukan sebagai biji

    mineral bersama dengan logam lain misalnya seng, perak, dan tembaga. Sumber mineral

  • 8/10/2019 134435079 Tgas Kimia Anorganik

    11/21

    11

    timbal yang utama adalah Galena (PbS) yang mengandung 86,6% Pb, Cerussite

    (PbCO3), dan Anglesite (PbSO4). Kandungan timbal dikerak bumi adalah 14 ppm,

    sedanngkan dilautan adalah:

    1.

    Permukaan samudra atlantik : 0,00003 ppm

    2.

    Bagian dalam samudra atlantik : 0,000004 ppm

    3. Permukaan Samudra pasifik : 0,00001 ppm

    4. Bagian dalam samudra pasifik : 0,000001 ppm

    B. Cara Memproduksi Timbal

    Pada umumnya biji timbal mengandung 10% Pb dan biji yang memiliki kandungan

    timbal minimum 3% bisa dipakai sebagai bahan baku untuk memproduksi timbal. Biji

    timbal pertama kali dihancurkan dan kemudian dipekatkan hingga konsentrasinya

    mencapai 70% dengan menggunakan proses froth flotation yaitu proses pemisahan

    dalam industri untuk memisahkan material yang bersifat hidrofobik dengan hidrofilik.

    Kandungan sulfide dalam biji timbal dihilangkan dengan cara memanggang biji

    timbal sehingga akan terbentuk timbal oksida (hasil utama) dan campuran antara sulfat dan

    silikat timbal dan logam-logam lain yang ada dalam biji timbal. Pemanggangan ini

    dilakukan dengan menggunakan aliran udara panas.

    Timbal oksida yang terbentuk direduksi dengan menggunakan alat yang dinamakan

    blast furnace dimana pada proses ini hampir semua timbal oksida akan direduksi

    menjadi logam timbal. Hasil timbal dari proses ini belum murni dan masih mengandung

    kontaminan seperti Zn, Cd, Ag, Cu, dan Bi. Timbal oksida yang tidak murni ini kemudian

    dicairkan dalam furnace reverberatory dan di treatment menggunakan udara, uap, dan

    belerang dimana kontaminan akan teroksidasi kecuali perak, emas, dan bismuth.

    Kontaminan ini akan terapung pada bagian atas sehingga dapat dipisahkan. Logam silver

    dan emas dipisahkan dengan menggunakan proses Parkes, dan bismuthnya dihilangkan

    dengan menggunakan logam kalsium dan magnesium. Hasil logam yang dihasilkan dari

    keseluruhan proses ini adalah logam timbal. Logam timbal yang sangat murni diperoleh

    dengan cara elektrolisis meggunakan elektrolit silica flourida.

  • 8/10/2019 134435079 Tgas Kimia Anorganik

    12/21

    12

    Ekstraksi Timbal

    Pada proses ekstraksi, bijih galena dipekatkan dengan teknik flotasi buih kemudian

    ditambahkan sejumlah kwarsa SiO2, dilanjutkan dengan proses pemanggangan terhadap

    campuran ini.

    Persamaan reaksi pada proses ini :

    2PbS(s)+ 3O2(g) 2PbO(s)+ 2SO2(s)

    Proses reduksi dilaksanakan dengan batu bara (C) dan air kapur:

    PbO(s)+ C(s)Pb (l) + CO(g)

    PbO(s)+ CO(g) Pb(l) + CO2(g)

    Proses pemanggangan dengan temperature tinggi akan mengubah galena menjadi PbSO4,

    sehingga diperlukan penambahan kwarsa (SiO2) untuk mengubah sulfat menjadi silikat.

    PbO4(g) + SiO3(g)PbSiO3(s)+ SO3(g)

    Silikat dalam proses reduksi akan diubah oleh air kapur, CaO menjadi PbO (tereduksi oleh

    batubara) dan kalsium silikat sebagai kerak atau ampas.

    PbSiO3(s)+ CaO(s)PbO + CaSiO3(s)

    Alternatif lain pada proses reduksi yaitu pemakaian reduktor bijih bakar dari galena segar

    sebagai penganti batubara:

    PbS(s) + 2PbO(s) Pb(s)+ SO2(g)

    Pemurnian logam timbel

    Tahap I : melelehkan dibawah titik leleh tembaga sehingga tembaga pengotor

    mengkristal dan dapat dipisahkan

  • 8/10/2019 134435079 Tgas Kimia Anorganik

    13/21

    13

    Tahap II : meniupkan udara diatas permukaan lelehan timbel, pengotor arsendan

    antimonakan berubah menjadi arsenatdan antimonat. Atau oksidanya

    termasuk bismuth sebagai buih atas permukaan dapat diambil keluar.

    Tahap III : menambahkan 1-2% seng agar perak atau emas pengotor akan lebih

    mudah larut dalam lelehan seng. Campuran didinginkan secara

    perlahan dengan suhu 4200C4800C. logam perak dan emas akan terbawa

    dalam seng yang telah mengkristal sehinga dapat dipisahkan dari lelehan

    timbal., kelebihan sen dapat pula dipisahkan dengan teknik penyulingan

    vakum (tekanan rendah)

    Tahap IV :melakukan teknik elektrolisis metode Betts, menggunakan elektrolitlarutan timbal heksafluoro silikat (PbSiF6) dan asamnya

    (H2SiF6). Lembaran-lembaran tebal timbal dipasang sebagai katoda dan

    plat-plat timbel belum murni dipasangkan sebagai anoda. Anoda timbel

    akan mengalami oksidasi menjadi larutan Pb2+ yang kemudian akan

    tereduksi menjadi logam Pb.

    Timbel (II) relatif lebih stabil dan lebih banyak ditemui daripada timbel (IV). Timbel

    (II) bukan reduktor yang baik bila dibandingkan dengan timah (II) dan timbal (IV)

    merupakan oksidatoryang baik bila dibandingkan timah (IV).

    C.SIFAT - SIFAT TIMBAL (Pb)

    Timbal adalah logam lunak kebiruan atau kelabu keperakan yang lazim terdapat

    dalam kandungan endapan sulfit yang tercampur mineral-mineral lain terutama seng dan

    tembaga.

    Sifat-sifat khusus logam timbal, yaitu :

    a)

    Merupakan logam yang lunak, sehingga dapat dipotong dengan

    menggunakan pisau atau dengan tangan dan dapat di bentuk dengan

    mudah

    b) Merupakan logam yang tahan terhadap peristiwa korosi atau karat

    sehingga logam Pb dapat digunakan sebagai bahan coating

    c) Mempunyai kerapatan yang lebih besar dibandingkan dengan logamlogam

    biasa kecuali emas dan merkuri

  • 8/10/2019 134435079 Tgas Kimia Anorganik

    14/21

    14

    d) Merupakan penghantar listrik yang tidak baik.

    Timbal (Plumbum) beracun baik dalam bentuk logam maupun garamnya.

    Garamnya yang beracun adalah timbal karbonat (timbal putih), timbal tetraoksida (timbal

    merah), timbal monoksida, timbal sulfide, timbale asetat (merupakan penyebab keracunan

    yang paling sering terjadi). Nilai ambang toksisitas timbal (total limit values atau TLV)

    adalah 0,2 miligram/m3.

    Sifat-sifat Fisika

    Sifat-sifat Kimia

    Ciri-ciri Fisik

    Keadaan benda Padat

    Massa jenis (sekitar suhu kamar) 11.34 g/cm

    Massa jenis cair pada titik lebur 10.66 g/cm

    Titik lebur 600.61 K (327.46 C, 621.43 F)

    Titik didih 2022 K (1749 C, 3180 F)

    Titik leleh 327oC

    Kalor peleburan 4.77 kJ/mol

    Kalor penguapan 179.5 kJ/mol

    Kapasitas kalor (25 C) 26.650 J/(molK)

    Massa jenis (sekitar suhu kamar) 11.34 g/cm

    Massa jenis cair pada titik lebur 10.66 g/cm

    Titik lebur 600.61 K (327.46 C, 621.43 F)

    Konduktivitas termal (300 K) 35.3 W/(mK)

    Skala kekerasan Mohs 1.5

    Ciri-Ciri Kimia

    Nomor atom 82

    Nomor massa 207,2

    Konfigurasi electron [54Xe] 4f 5d 6s 6p

    Tingkat oksidasi +2(lebih stabil) dan +4

    Struktur Kristal cubic face centered

  • 8/10/2019 134435079 Tgas Kimia Anorganik

    15/21

    15

    D.PERSENYAWAAN TIMBAL

    Senyawaan timbal yang umum adalah PbN6 timbal azida, timbal bromat

    Pb(BrO3)2.2H2O, timbal klorida PbCl2, timbal(II)oksida PbO, Pb(NO3)2, Pb3O4, Pb(C2H5)4,

    dan Pb(CH3)4.

    1. Tetra Etil Lead (TEL)

    Tetra etil lead disingkat sebagai TEL adalah senyawa organometalik yang memiliki

    rumus Pb(CH3CH2). Senyawa ini disintesis dengan mereaksikan antara alloy NaPb

    dengan etil klorida dengan reaksi sebagai berikut:

    4NaPb + 4 CH3CH2Cl (CH3CH2)4Pb + 4 NaCl + 3 Pb

    TEL yang dihasilkan berupa cairan kental tidak berwarna, tidak larut dalam air akan

    tetapi larut dalam benzena, petroleum eter, toluena, dan gasoline. TEL dipakai

    sebagai zat antiknocking pada bahan bakar. TEL jika terbakar tidak hanya

    menghasilkan CO2akan tetapi juga Pb.

    (CH3CH2)4Pb + 13O2 8CO2+ 10H2O + Pb

    Pb akan terakumulasi dalam mesin sehingga dapat merusak mesin. Oleh sebab itu

    ditambahkan 1,2-dibromoetana dan 1,2-dikloroetana bersamaan dengan TEL

    sehingga akan dapat dihasilkan PbBr2 dan PbCl2 yang dapat dibuang dari mesin.

    Karena efek racun terhadap manusia maka TEL sekarang tidak boleh dipergunakan.

    Bilangan oksidasi 4, 2(Amphoteric oxide)

    Elektronegativitas 2.33 (skala Pauling)

    Energi ionisasi (detil) ke-1: 715.6 kJ/mol

    ke-2: 1450.5 kJ/mol

    ke-3: 3081.5 kJ/mol

    Jari-jari atom 180 pm

    Jari-jari atom (terhitung) 154 pm

    Jari-jari kovalen 147 pm

    Jari-jari Van der Waals 202 pm

    Struktur Kristal cubic face centered

  • 8/10/2019 134435079 Tgas Kimia Anorganik

    16/21

    16

    2. Timbal(II) Klorida PbCl2

    PbCl2merupakan salah satu reagen berbasis timbal yang sangat penting disebabkan

    dari senyawa ini dapat dibuat berbagai macam senyawa timbal. Banyak digunakan

    sebagai bahan untuk mensintesis timbal titanat dan barium-timbaltitanat, untuk

    produksi kaca yang menstransimisikan inframerah, dipakai untuk memproduksi kaca

    ornament, untuk bahan cat dan sebagainya. PbCl2dibuat dari beberapa metode yaitu

    dengan proses pengendapan senyawa Pb2+ dengan garam klorida, atau dengan

    mereaksikan PbO2dengan HCl.

    PbO2(s)+ 4HCl PbCl2(s)+ Cl2+ 2H2O

    Atau dibuat dari logam Pb yang direaksikan dengan gas Cl2

    Pb + Cl2 PbCl2

    Timbal membentuk berbagai macam kompleks dengan klorida. PbCl2jika dilarutkan

    dalam HCl berlebih akan membentuk kompleks PbCl42-. PbCl2 larut juga dalam air

    panas.

    Pb2+

    + Cl- PbCl

    +

    PbCl+ + Cl

    - PbCl

    2

    PbCl2 + Cl

    - PbCl

    3-

    PbCl3-

    + Cl- PbCl4

    2-

    3. Timbal(IV) PbO2

    Nama kimianya adalah Plumbi oksida atau Timbal(IV) oksida merupakan oksida

    timbal dengan biloks 4. PbO ada dialam sebagai mineral plattnerite. PbO2bersifat

    amfoter dimana dapat larut dalam asam maupun basa. Jika dilarutkan dalam basa

    kuat akan terbentuk ion plumbat dengan rumus Pb(OH)62-. Dalam kondisi asam

    maka biasanya tereduksi menjadi ion Pb2+. Ion Pb4+ tidak pernah diketemukan

    dalam larutan. Penggunaan PbO2yang utama adalah sebagai katoda dalam accu.

  • 8/10/2019 134435079 Tgas Kimia Anorganik

    17/21

    17

    4. Timbal tetroksida Pb3O4

    Dikenal dengan nama timbal tetroksida, minium, atau triplumbi tetroksida. Berupa

    zat padat berwarna merah atau oranye. Rumus umumnya adalah Pb3O4 atau

    2PbO.PbO2. Memiliki titik leleh 500oC dimana pada suhu ini Pb3O4

    terdekomposisi menjadi PbO dan oksigen. Pb3O4 ini banyak dipergunakan oleh

    industri penghasil baterai, kaca timbal, dan cat anti korosi. Senyawa timbal ini

    tidak larut dalam air akan tetapi larut dalam HCl, asam asetat glacial, dan campuran

    antara asamnitrat dan hydrogen peroksida. Pb3O4dibuat dari proses kalsinasi dari

    PbO2 dengan kehadiran oksigen pada suhu 450-4800C. Pb3O4 diperoleh dari

    oksidasi PbO dalam udara terbuka dengan pemanasan pada temperatur sekitar

    4000C-5000C

    6PbO(s)+ O2(s)2Pb3O4(s)

    Kuning merah

    5. Timbal(II) Nitrat

    Memiliki rumus kimia Pb(NO3)2. Timbal(II) nitrat umumnya merupakan kristal

    yang tidak berwarna atau berbentuk bubuk putih, dibandingkan dengan garam

    timbal yang lain maka gram timbal ini sangat mudah larut dalam air. Timbal(II)

    nitrat sangat bersifat racun terhadap manusia dan merupakan oksidator.

    E.MANFAAT TIMBAL

    1. Timbal digunakan dalam accu dimana accu ini banyak dipakai dalam bidang automotif.

    2.

    Timbal dipakai sebagai agen pewarna dalam bidang pembuatan keramik terutama

    untuk warna kuning dan merah.3. Timbal dipakai dalam industri plastic PVC untuk menutup kawat listrik.

    4.

    Timbal dipakai sebagai proyektil untuk alat tembak dan dipakai pada peralatan pancing

    untuk pemberat disebakan timbal memiliki densitas yang tinggi, harganya murah dan

    mudah untuk digunakan.

    5.

    Lembaran timbal dipakai sebagai bahan pelapis dinding dalam studio musik.

    6. Timbal dipakai untuk pelindung alat-alat kedokteran, laboratorium yang menggunakan

    radiasi misalnya sinar X.

    http://sitimahhitam.blogspot.com/2011/03/manfaat-timbal.htmlhttp://sitimahhitam.blogspot.com/2011/03/manfaat-timbal.htmlhttp://sitimahhitam.blogspot.com/2011/03/manfaat-timbal.html
  • 8/10/2019 134435079 Tgas Kimia Anorganik

    18/21

    18

    7. Timbal cair dipergunakan sebagai agen pendingin dalam peralatan reactor yang

    menggunakan timbal sebagai pendingan.

    8.

    Kaca timbal mengandung 12-28% Pb dimana dengan adanya Pb ini akan mengubah

    karakteristik optis dari kaca dan mereduksi transmisi radiasi.

    9. Timbal banyak dipakai untuk elektroda pada peralatan elektrolisis.

    10.

    Timbal digunakan untuk solder untuk industri elektronik.

    11.Timbal dipakai dalam berbagai kabel listrik bertegangan tinggi untuk mencegah difusi

    air dalam kabel.

    12.Timbal ditambahkan dalam peralatan yang terbuat dari kuningan agar tidak licin dan

    biasanya digunakan dalam peralatan permesinan.

    13.Timbal dipakai dalam raket untuk memperberat massa raket.

    14.

    Timbal karena sifatnya tahan korosi maka dipakai dalam bidang kontruksi.

    15.Dalam bentuk senyawaan maka tetra-etil-lead dipakai sebagai anti-knock pada bahan

    bakar.

    16.

    Semikonduktor berbahan dasar timbal banyak seperti Timbal telurida, timbal selenida,

    dan timbal antimonida dipakai dalam peralatan sel surya dan dipakai dalam peralatan

    detector inframerah.

    17.

    Timbal biasanya dipakai untuk menyeimbangkan roda mobil tapi sekarang dilarang

    karena pertimbangan lingkungan.

    18.Sebagai bingkai kaca-kaca berwarna sebagai lukisan kaca jendela, campuran bahan

    atap, dan pipa saluran air.

    19.Campuran dengan timah sebagai bahan solder untuk perekat/pematri barang-barang

    elektronik.

    20.

    Sebagai pelindung bahan radioaktif

    21.Senyawa timbel banyak digunakan sebagai pigment (perwarna), misalnya

    PbCrO4- kuning pewarna cat jalan atau bahan plastik, PbMoO4- merah orange, PbO-

    kuning kenari, 2PbCO3.Pb(OH)2-putih.

    22.Dalam industri keramik, PbSi2O5(PbO.2SiO2) dipakai untuk pelapis glatsir. Pewarna

    PbO-merah-orange-kuning (bergantung model pembuatannya) dan senyawa tribasa

    timbel sulfat (2PbO.PbSO4.H2O) dipakai untuk memperoleh gelas dengan kerapatan

    tinggi, penghantar panas rendah, indeks bias tinggi dan stabilitas tinggi.

    23.Pb3O4 dipakai sebagai cat dasar terhadap baja, besi dan kayu untuk menghambat

    terjadinya korosi dan dipakai untuk pewarnaan pada bahan karet serta plastik.

  • 8/10/2019 134435079 Tgas Kimia Anorganik

    19/21

    19

    24.Sebagai pelat-pelat katida PbO2 (berwarna merah cokelat) pada aki dan anode

    berbentuk bunga karang (busa) yang terbuat dari logam Pb (dipadu dengan antimon, Sb)

    dan elektrolit H2SO4.

    25.Tetraetiltimbel (TEL), (C2H5)4, Pb dipakai sebagai bahan antiketuk (antiknocking)

    dalam bahan bakar bensin. TEL dapat mengakibatkan polusi udara, senyawa ini sangat

    beracun jika masuk dalam tubuh manusia, melekat pada katoda sehingga diperoleh Pb

    dengan kemurnian 99,9%.

  • 8/10/2019 134435079 Tgas Kimia Anorganik

    20/21

    20

    BAB III

    PENUTUP

    3.1

    KESIMPULAN

    1.

    Timbal atau dikenal sebagai logam Pb dalam susunan unsur merupakan logam berat

    yang terdapat secara alami di dalam kerak bumi dan tersebar ke alam dalam jumlah

    kecil melalui proses alami. Timbal tidak ditemukan bebas dialam akan tetapi biasanya

    ditemukan sebagai biji mineral bersama dengan logam lain misalnya seng, perak, dan

    tembaga.

    2. Karakteristik adanya timbel (II) dalam larutan membentuk endapan putih, bila

    direaksikan dengan ion sulfat SO42-

    . Membentuk endapan kuning direaksikan denganion kromat, CrO4

    2-. Membentuk endapat hitambila direaksikan dengan ion sulfide.

    3. Timah merupakan logam putih keperakan, logam yang mudah ditempa dan bersifat

    flesibel, memiliki struktur kristalin, akan tetapi bersifat mudah patah jika didinginkan.

    4. Timah tidak mudah dioksidasi dan tahan terhadap korosi disebabkan terbentuknya lapisan

    oksida timah yang menghambat proses oksidasi lebih jauh. Timah tahan terhadap korosi air

    distilasi dan air laut, akan tetapi dapat diserang oleh asam kuat, basa, dan garam asam. Proses

    oksidasi dipercepat dengan meningkatnya kandungan oksigen dalam larutan.

    3.2SARAN

    Dengan keterbatasan dan kekurangan dari makalah, penulis banyak

    berharap para pembaca yang budiman sudi memberikan saran yang membangun

    kepada penulis demi sempurnanya makalah ini dan penulisan makalah di

    kesempatan kesempatan berikutnya. Semoga makalah ini berguna bagi penulis

    pada khususnya juga para pembaca yang budiman pada umumnya.

  • 8/10/2019 134435079 Tgas Kimia Anorganik

    21/21

    21

    DAFTAR PUSTAKA

    Anonim. Logam.Diunduh pada 23 Oktober 2014

    http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-anorganik-universitas/kimia-logam-golongan-utama/logam-golongan-13-dan-14/

    Anonim.Timah.Diakses pada 17 Maret 2013

    http://www.chem-is-try.org/tabel_periodik/timah/

    Sugiyarto, Kristian H. 2010. Kimia Anorganik Logam. Medan : FMIPA_Unimed

    http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-anorganik-universitas/kimia-logam-golongan-utama/logam-golongan-13-dan-14/http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-anorganik-universitas/kimia-logam-golongan-utama/logam-golongan-13-dan-14/http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-anorganik-universitas/kimia-logam-golongan-utama/logam-golongan-13-dan-14/http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-anorganik-universitas/kimia-logam-golongan-utama/logam-golongan-13-dan-14/