Kulit
bumi mengandung banyak batu-batuan yang berbeda. Batuan adalah campuran
mineral dimana dari beberapa batuan tersebut dapat dibuat
senyawa-senyawa yang bermanfaat.
Mineral dapat berupa padatan logam atau nonlogam atau senyawa yang ditemukan secara alami di kulit bumi.
Bijih
logam adalah mineral atau campuran mineral yang dapat diekstrak. Bijih
logam biasanya berupa oksida, karbonat dan sulfida. Kesemuanya merupakan
sumber daya yang terbatas jadi harus digunakan secara bijaksana.
Untuk
mengekstrak logam, bijih atau senyawa logam harus mengalami proses
reduksi (misalnya, ion logam positif menerima elektron negatif untuk
membentuk atom logam netral, atau oksida yang kehilangan oksigen, untuk
membentuk atom logam bebas).
Senyawa yang kehilangan oksigen dari
oksidanya disebut agen pereduksi misalnya karbon,karbon monoksida atau
kadang-kadang hidrogen.
Umumnya metode ekstraksi tergantung pada posisi logam dalam deret reaktivitas.
- Deret reaktivitas logam meliputi dua nonlogam, karbon dan hidrogen, untuk membantu memprediksi metode mana yang digunakan untuk mengekstrak logam.
- Aturan: Unsur-unsur yang lebih tinggi dalam deretdapat menggantikan unsur-unsur lain yang lebih rendah.
- Misalnya, aluminium dari lelehan oksida aluminium atau natrium dari lelehan natrium klorida.
- Bijih logam atau senyawa harus dilelehkan atau dilarutkan dalam larutan dalam sel elektrolisis untuk mengalirkan ion (arus listrik).
- Logam di bawah karbon dapat diekstrak dengan memanaskan oksida dengan karbon atau karbon monoksida. Unsur nonlogam karbon akan menggantikan logam yang kurang reaktif dalam smelter atau blast furnace misal besi atau seng dan logam yang lebih rendah dalam deret.
- Logam di bawah hidrogen tidak akan menggantikan hidrogen dari asam. Oksidanya mudah direduksi menjadi logam dengan pemanasan dalam aliran hidrogen, meskipun metode ekstraksi ini sangat jarang digunakan dalam industri. Faktanya hampir semua logam oksida di bawah karbon dapat direduksi ketika dipanaskan dalam hidrogen, meskipun logam direaksikan dengan asam.
- Beberapa logam sangat tidak reaktif sehingga tidak dapat dikombinasikan dengan oksigen di udara atau unsur lain yang ada di kulit bumi, dan ditemukan sebagai logam itu sendiri. Contohnya emas (dan kadang-kadang tembaga dan perak) dan tidak dibutuhkan pemisahan kimia atau ekstraksi. Faktanya semua logam di bawah hidrogen dapat ditemukan sebagai unsur ‘bebas’ atau ‘asli’.
- Metode-metode lain dibutuhkan dalam kasus khusus menggunakan aturan penempatan (displacement rules). Logam yang lebih reaktif dapat digunakan untuk menggantikan dan mengekstrak logam yang kurang reaktif.
- Kadang-kadang elektrolisis digunakan untuk memurnikan logam yang kurang reaktif yang awalnya telah diekstrak menggunakan karbon atau hidrogen (misal tembaga dan seng).
- Kebutuhan untuk material mentah mempunyai impikasi sosial, ekonomi dan lingkungan misal konservasi sumber mineral dengan mendaur ulang logam, mengurangi polusi, dsb.
- Reaktivitas adalah ukuran mudahnya
pembentukan senyawa dan stabilitas (misal lebih reaktif, lebih mudah
membentuk senyawa stabil, lebih sulit untuk mereduksi logam).
- Logam yang paling tidak reaktif seperti emas, perak dan tembaga telah digunakan selama 10000 tahun yang lalu karena logam murni tersebut telah ditemukan secara alami.
- Logam yang sedikit reaktif seperti besi dan timah telah diekstrak menggunakan karbon berbasis smelting selama 2000-3000 tahun yang lalu.
0 komentar:
Posting Komentar