Kegunaan Minyak Bumi

Sandang
Dari bahan hidrokarbon yang bisa dimanfaatkan untuk sandang adalah PTA (purified terephthalic acid) yang dibuat dari para-xylene dimana bahan dasarnya adalah kerosin (minyak tanah). Dari Kerosin ini semua bahannya dibentuk menjadi senyawa aromat, yaitu para-xylene. Rumus kimianya tahu kan? Bentuknya senyawa benzen (C₆H₆), tetapi ada dua gugus metil pada atom C₁ dan C₃ dari molekul benzen tersebut.

Para-xylene ini kemudian dioksidasi menggunakan udara menjadi PTA (lihat peta proses petrokimia diatas). PTA yang berbentuk seperti tepung detergen ini kemudian direaksikan dengan metanol menjadi serat poliester. Serat poli ester inilah yang menjadi benang sintetis yang bentuknya seperti benang. Hampir semua pakaian seragam yang adik-adik pakai mungkin terbuat dari poliester. Untuk memudahkan pengenalannya bisa dilihat dari harganya. Harga pakaian yang terbuat dari benang sintetis poliester biasanya relatif lebih murah dibandingkan pakaian yang terbuat dari bahan dasar katun, sutra atau serat alam lainnya.

Kehalusan bahan yang terbuat dari serat poliester dipengaruhi oleh zat penambah (aditif) dalam proses pembuatan benang (saat mereaksikan PTA dengan metanol). Salah satu produsen PTA di Indonesia adalah di Pertamina Unit Pengolahan III dengan jenis produk dan peruntukannya disini.

Papan
Bahan bangunan yang berasal dari hidrokarbon pada umumnya berupa plastik. Bahan dasar plastik hampir sama dengan LPG, yaitu polimer dari propilena, yaitu senyawa olefin / alkena dari rantai karbon C₃. Dari bahan plastik inilah kemudian jadi bermacam-macam produk mulai dari atap rumah (genteng plastik), furniture, peralatan interior rumah, bemper mobil, meja, kursi, piring, dll.
Seni
Untuk urusan seni, terutama seni lukis, peranan utama hidrokarbon ada pada tinta /cat minyak dan pelarutnya. Mungkin adik-adik mengenal thinner yang biasa digunakan untuk mengencerkan cat. Sementara untuk urusan seni patung banyak patung yang berbahan dasar dari plastik atau piala, dll.

Hidrokarbon yang digunakan untuk pelarut cat terbuat dari Low Aromatic White Spirit atau LAWS merupakan pelarut yang dihasilkan dari Kilang PERTAMINA di Plaju dengan rentang titik didih antara 145^oC – 195^oC. Senyawa hidrokarbonyang membentuk pelarut LAWS merupakan campuran dari parafin, sikloparafin, dan hidrokarbon aromatik.
Estetika




Sebetulnya seni juga sudah mencakup estetika. Tapi mungkin lebih luas lagi dengan penambahan kosmetika. Jadi bahan hidrokarbon yang juga digunakan untuk estetika kosmetik adalah lilin. Misal lipstik, waxing (pencabutan bulu kaki menggunakan lilin) atau bahan pencampur kosmetik lainnya, farmasi atau semir sepatu. Tentunya lilin untuk keperluan kosmetik spesifikasinya ketat sekali. Lilin parafin di Indonesia diproduksi oleh Kilang PERTAMINA UP- V Balikpapan melalui proses  filtering press. Kualifikasi mutu lilin PERTAMINA berdasarkan kualitas yang berhubungan dengan titik leleh, warna dan kandungan minyaknya.
Pangan
Karbohidrat atau sakarida adalah segolongan besar senyawa organik yang tersusun dari atom karbon, hidrogen, dan oksigen.


Bentuk molekul karbohidrat paling sederhana terdiri dari satu molekul gula sederhana. Kalau atom karbon dinotasikan sebagai bola berwarna hitam, okeigen berwarna merah dan hidrogen berwarna putih maka bentuk molekul tiga dimensi dari glukosa akan seperti gambar disamping ini. Banyak karbohidrat yang merupakan polimer yang tersusun dari molekul gula yang terangkai menjadi rantai yang panjang serta bercabang-cabang.
Karbohidrat merupakan bahan makanan penting dan sumber tenaga yang terdapat dalam tumbuhan dan daging hewan. Selain itu, karbohidrat juga menjadi komponen struktur penting pada makhluk hidup dalam bentuk serat (fiber), seperti  selulosa,  pektin, serta lignin.
Karbohidrat menyediakan kebutuhan dasar yang diperlukan tubuh. Tubuh menggunakan karbohidrat seperti layaknya mesin mobil menggunakan bensin. Glukosa, karbohidrat yang paling sederhana mengalir dalam aliran darah sehingga tersedia bagi seluruh sel tubuh. Sel-sel tubuh tersebut menyerap glukosa. Gula ini kemudian oleh sel dioksidasi (dibakar) dengan bantuan oksigen yang kita hirup menjadi energi dan gas CO2 dalam bentuk respirasi / pernafasan. Energi yang dihasilkan dan tidak digunakan akan disimpan dibawah jaringan kulit dalam bentuk lemak.
Reaksi pembakaran gula dalam tubuh :
C₆H₁₂O₆ (gula) + 6O₂ -> Energi + 6 CO₂ (udara yang dikeluarkan) + 6 H₂O

Read More

Logam dan Peradaban

Lebih dari tiga perempat unsur-unsur adalah logam. Dalam susunan berkala, logam terutama ditemukan pada kolom pertama dan kedua (Golongan 1 dan 2), pada bagian tengah (unsur-unsur transisi), serta beberapa unsur pada Golongan 3 dan Golongan 4. Logam-logam dari Golongan 1 dan 2 bukan merupakan logam yang dapat kita temukan dalam kehidupan sehari-hari karena logam-logam ini terlalu reaktif dan terlalu lunak untuk digunakan sebagai bahan. Aluminium, dari Golongan 3 serta timah dan timbal dari Golongan 4 adalah logam-logam yang dapat kita lihat digunakan sebagai obyek di sekitar kita, misalnya sebagai kerangka jendela aluminium, kaleng berlapis-timah dan baterei asam-timbal.
Sebagian besar logam dalam Susunan Berkala terletak dalam blok-d dari logam transisi. Logam-logam ini keras dan kuat dan beberapa diantaranya sudah sangat kita kenal. Logam transisi seperti tembaga dan paduannya, perunggu, memainkan peranan penting dalam kemajuan peradaban yang disebut Zaman Perunggu. Logam transisi besi dan paduannya, baja, telah mengubah kehidupan yang disebut Zaman Besi.
Perkembangan logam transisi dapat digambarkan dengan melihat apa yang terjadi di  Zaman Batu,  Zaman Perunggu dan Zaman Besi. Di Zaman Batu, kira-kira 5000 tahun SM, semua peralatan dan senjata yang dimiliki manusia terbuat dari batu.Kemudian secara tak sengaja mereka menemukan logam-logam murni – yaitu emas, perak dan tembaga di antara bebatuan. Mereka menggunakan logam-logam tersebut untuk ornamen. Lambat laun, mereka mendapati bahwa di samping dapat digunakan untuk ornamen, tembaga ternyata juga berguna untuk membuat alat-alat tertentu, karena sifatnya yang lebih keras dari pada emas dan perak tetapi masih cukup lunak untuk dipukuli dengan palu dan dibentuk menjadi ujung anak panah, tombak dan pisau. Kemudian ternyata pula bahwa di samping ditemukan sebagai logam murni, tembaga juga ditemukan sebagai senyawa. Orang-orang kuno menemukan cara untuk memperoleh tembaga dengan memanasi bebatuan yang berisi tembaga dengan arang.

Tidak semua tembaga memiliki sifat yang sama. Sejumlah tembaga tertentu ternyata lebih keras dari yang lain dan memiliki kualitas yang lebih baik sebagai bahan untuk membuat peralatan dan senjata. Ini terjadi karena seringkali dalam bijih yang mengandung senyawa tembaga terdapat pula senyawa timah. Proses peleburan (smelting) dapat menghasilkan paduan antara tembaga dan timah yang disebut  paduan perunggu. Perunggu bersifat lebih keras dari pada tembaga dan dapat diasah menjadi sebuah sisi yang lebih tajam. Karena sifat-sifat ini, peralatan yang terbuat dari perunggu memiliki kualitas yang lebih baik dari pada yang terbuat dari tembaga. Sejak saat itu senjata yang terbuat dari perunggu menjadi alat perang yang sangat penting bagi manusia dan orang pun mulai hidup di  zaman Perunggu. Pada sekitar 3500 tahun SM beberapa bagian dunia telah mengenal peradaban dan pemicunya adalah proses peleburan (smelting) bijih tembaga.

Zaman Perunggu diikuti oleh Zaman Besi. Besi memungkinkan untuk pembuatan sisi yang lebih tajam dari pada perunggu, sehingga merupakan bahan yang lebih baik untuk membuat peralatan dan senjata. Untuk waktu yang lama, orang belajar bagaimana meningkatkan kualitas besi dengan cara quenching (pendinginan secara cepat) yang menghasilkan logam yang keras dan rapuh, annealing (pendinginan secara lambat) yang menghasilkan logam yang lebih lunak dan mampu tempa serta penempaan/tampering   (quenching diikuti oleh annealing). Besi tempa memiliki karakteristik paling baik, yaitu keras tetapi dapat dibentuk tanpa mengalami pecah. Di masa awal ditemukannya proses peleburan, kualitas besi sangat beragam. Pedang yang terbuat dari besi kadang-kadang tidak dapat  diandalkan ketajaman dan kekerasannya dan para tukang pelebur besi tidak tahu penyebabnya. Pada saat itu tidak ada penjelasan mengapa besi tertentu lebih kuat dari yang lain. Ketika secara kebetulan diperoleh sebatang besi yang bagus dan dibuat menjadi sebilah pedang yang hebat biasanya orang percaya bahwa itu terjadi karena kekuatan magis (ingat cerita tentang keris dan senjata sakti). Sebilah pedang yang baik harus cukup keras namun cukup lentur, dua sifat yang sulit diperoleh sekaligus. Ini dapat dilakukan dengan cara memanasi besi dan mendinginkannya secara cepat agar dapat dibentuk lapisan besi murni yang lentur dan lapisan paduan besi-karbon yang keras.
Sementara para ahli metalurgi primitif menggunakan cara coba-coba (trial and error), para ahli metalurgi modern menggunakan mikroskop elektron untuk melakukan hal ini.

Besi memegang peranan yang sangat penting dalam Revolusi Industri yang terjadi di Inggris antara tahun 1780 dan 1860. Tanpa besi, tidak mungkin dapat dibuat mesin-mesin yang merupakan alat produksi masal untuk menghasilkan benda-benda yang semula dibuat dengan tangan. Besi juga merupakan bagian penting dalam revolusi transportasi di jaman itu dengan memungkinkan dibangunnya jaringan kereta api dan dibuatnya lokomotif serta gerbong-gerbong kereta api. Dewasa ini, besi dan paduan-paduannya tetap merupakan tulang-punggung teknologi kita. Hampir tak ada satupun produk teknologi kita yang tidak menggunakan unsur besi baik di dalam proses pembuatannya maupun sebagai bagian dari bahan produk itu sendiri.

Read More

Logam Golongan I dan II

Reaksi logam golongan s dengan oksigen
Oksida atau hidroksidanya merupakan padatan putih ionik.
Logam golongan 1 :

• 4M_(s) + O_2(g) → 2M₂O_(s) (perubahan redoks)
  • Perubahan tingkat Oksidasi: M adalah 0 ke +1, Oxygen is 0 ke -2 dalam ion okside O₂^-.

• 4M_(s) + O_2(g) → 2(M⁺)₂O^2-_(s)
  • logam dioksidasi (0 ke +1), kehilangan electron , tingkat oksidasi meningkat
  • Molekul oksigen direduksi (0 ke -2), tingkat oxidasi menurun.

• Oksidanya dilarutkan dalam air membentuk alkali hidroksida.

M₂O_(s) + H₂O_(l) → 2MOH_(aq

(M⁺)₂O^2-_(s) + H₂O_(l) → 2M⁺_(aq) + 2OH^-_(aq) (bukan perubahan redoks)

• Kecuali Litium (anomali) oksida yang lebih tinggi dapat terbentuk misalnya :
  • 2M_(s) + O_2(g) → M₂O_2(s) [perubahan redoks, M (0 ke +1), O (0 ke -1)]
• Menunjukkan pembentukan peroksida yang berwarnya oranye kekuningan oleh Na, K, Rb dan Cs
• Mudah terhidrolisis dengan air membentuk hirogen peroksida M₂O_2(s) + 2H₂O_(l) o 2MOH_(aq) + H₂O_2(aq) (bukan perubahan redoks) Masing-masing oksigen dalam tingkat oksidasi -1 dalam ion peroksida O₂^2-
• M_(s) + O_2(g) → MO_2(s) menunjukkan pembentukan superoksida oleh K, Rb dan Cs. Perubahan bilangan oksidasi M adalah dari 0 ke +1
• 2MO_2(s) + 2H₂O_(l) → 2MOH_(aq) + H₂O_2(aq) + O_2(g) (perubahan redoks)
  • Perubahan tingkat oksidasi: M dan H tidak berubah (+1), empat O berubah dari -1/2 dalam ion superokside  ke dua -1 dalam molekul peroksida dan dua pada nol dalam molekul oksigen.
• Oksida dilarutkan dalam asam membentuk garam netral.

• M₂O_(s) + 2HCl_(aq) → 2MCl_(aq) + H₂O_(l) memberikan garam klorida yang larut
• (M⁺)₂O^2-_(s) + 2H⁺_(aq) → 2M⁺ _(aq) + H₂O_(l) (bukan perubahan redoks)
• M₂O_(s) + 2HNO_3(aq) → 2MNO_3(aq) + H₂O_(l) memberikan garam nitrat yang mudah larut
• M₂O(s) + H₂SO_4(aq) → M₂SO_4(aq) + H₂O_(l) memberikan garam sulfat yang mudah larut
• M₂O_(s) + 2CH₃COOH_(aq) → 2CH₃COOM_(aq) + H₂O_(l) memberikan garam etanoat yang mudah larut

Logam Golongan 2 :

• 2M_(s) + O_2(g) → 2MO_(s) (perubahan redoks)
• Oksidanya, di luar Be, mudah larut dalam air membentuk hidroksida alakali yang meningkat kekuatan basanya dalam satu golongan ke bawah.
• Semua oksida basa mudah ternetralisir oleh asam.
• Beryllium oksida BeO bersifat amfotir dan larut dalam basa kuat seperti NaOH membentuk ion kompleks hydroxo beryllat

• Perubahan tingkat oksidasi M dari 0 ke +2, dan oksigen dari 0 ke -2.

• MO_(s) + H₂O_(l) → M(OH)_2(s=>aq) (bukan perubahan redoks)
• iM₂ + O^2-_(s) + H₂O_(l) → M(OH)_{2 (s or aq)}

• MO_(s) + 2HCl_(aq) → MCl_2(aq) + H₂O_(l) memberikan garam klorida yang mudah larut.
• M2+O^2-_(s) + 2H⁺ _(aq) → M²⁺ _(aq) + H₂O_(l)
• MO_(s) + 2HNO_3(aq) → M(NO₃)_2(aq) * H₂O_(l) memberikan garam nitrat yang mudah larut.
• MO_(s) + H₂SO_4(aq) → MSO_{4(aq  or s) or s)} + H₂O_(l) memberikan garam sulfat yang sukar larut.
• MO_(s) + 2CH₃COOH_(aq) → (CH₃COO)₂M_(aq) + H₂O_(l) memberikan garam etanoat

• BeO_(s) + 2NaOH_(aq) + H₂O_(l) → Na₂[Be(OH)₄]_(aq) (garam beryllat)
• Be²⁺O^2-_(s) + 2OH^-_(aq) + H₂O_(l) → [Be(OH)₄]^2-_(aq) ±

Read More

Reaksi Logam-Logam Blok s dan Air & Sifat Kimia Hidroksidanya

• Reaksi logam golongan s dengan air

Oksida atau hidroksidanya merupakan padatan putih ionik.
Hidroksida Logam Golongan 1: 2M_(s) + 2H₂O_(l) → 2M+OH-_(aq) + H_2(g) (perubahan redoks)

• Perubahan tingkat oksidasi: M dari 0 ke +1, satu  H dalam air tetap, dan yang lain mengalami perubahan +1 ke 0 pada H2.
• M = Li (lambat), Na (cepat), K (lebih cepat, menyala dengan hidrogen dengan warna lila) Rb, Cs, Fr (sangat eksplosif).

2H_2(g) + O_2(g) → 2H₂O_(l)
Hidroksida, MOH, adalah padatan ionik putih yang sangat larut (kecuali LiOH), basa kuat, semakin kuat dalam urutan menurun dalam golongan.
Hidroksida Golongan 1 larut dalam air memberikan larutan alkali, yang mudah ternetralisir dengan asam
MOH_(aq) + HCl_(aq) → MCl_(aq) + H₂O_(l) memberikan garam klorida yang mudah larut
OH^-_(aq) + H⁺_(aq) → H₂O_(l)
MOH_(aq) + HNO_3(aq) → MNO_3(aq) + H₂O_(l) memberikan garam nitrat yang mudah larut
2MOH_(aq) + H₂SO_4(aq) → M₂SO_4(aq) + 2H₂O_(l) memberikan garam sulfat yang mudah larut
MOH_(aq) + CH₃COOH_(aq) → CH₃COOM_(aq) + H₂O_(l) memberikan garam etanoat yang mudah larut
Hidroksida Logam Golongan 2: M_(s) + 2H₂O_(l) → M(OH)_{2(aq or s)} + H_2(g) (reaksi redoks)

• Menunjukkan perubahan hidroksida dan hidrogen dengan air dingin.
• M_(s) + 2H₂O_(l) → M2⁺ _(aq) +2OH^-_(aq) + H_2(g)
• Perubahan bilangan oksidasi, M adalah dari 0 ke +2, untuk H dalam air  perubahans dari +1 ke 0 dalam H2.
• M = Be (tidak bereaksi, anomali), Mg (reaksi sangat lambat), Ca, Sr, Ba (dari cepat ke sangat cepat).
• Kecenderungan reaktivitas untuk Golongan 2, dan penjelasannya, adalah mirip dengan penjelasan di atas seperti untuk Golongan 1 Logam Alkali.

Magnesium hidroksida dan kalsium hidroksida (limewater) sedikit larut, tetapi kelarutannya meningkat dalam urutan menurun dalam satu golongan, jadi barium hidroksida cukup larut.
Seperti yang disebutkan sebelumnya, campuran magnesium oksida/hidroksida dan air kadang-kadang disebut susu magnesia (milk of magnesia) dan larutan jenuh aqueous kalsium hidroksida disebut air soda (limewater).
Jika logam dipanaskan dalam uap maka oksida akan terbentuk :
Misalnya Mg_(s) + H₂O_(g) → MgO_(s) + H_2(g)
BUKAN percobaan yang akan kamu lakukan dengan Logam Alkali! tetapi berilium memberikan sedikit reaksi.
Oksida terbentuk karena hidroksida tidak stabil secara thermal pada temperatur tinggi :
M(OH)_2(s) → MO_(s) + H₂O_(g)
Semua hidroksida adalah basa dengan meningkatnya kekuatan dalam urutan menurun dalam satu golongan dan dapat dinetralisasi dengan asam (bukan reaksi redoks). Magnesium hidroksida kurang larut dalam air, kelarutannya meningkat dalam urutan menurun dalam satu golongan.
M(OH)_{2(aq or s)} + 2HCl_(aq) → MCl_2(aq) + 2H₂O_(l) memberikan garam klorida yang mudah larut*
Semua reaksi basa (OH^-) – asam (H⁺) : OH^-_(aq) + H⁺_(aq) → H₂O_(l)
M₂+(OH^-)_2(s) + 2H⁺_(aq) → M²⁺ _(aq) + 2H₂O_(l)
M(OH)_{2(aq or s)} + 2HNO_3(aq) → M(NO₃)_2(aq) + 2H₂O_(l)
Memberikan gram nitrat yang mudah larut
M(OH)_{2(aq or s)} + H₂SO_4(aq) → M₂SO_{4(aq or s)} + 2H₂O_(l)
Memberikan garam sulfat yang mudah larut
M(OH)_{2(aq or s)} + 2CH₃COOH_(aq) → (CH₃COO)₂M_(aq) + 2H₂O_(l)
Memberikan garam etanoat yang mudah larut
*Larutan kalsium hidroksida (limewater) dapat dititrasi dengan asam hidroklorida standard (burette, molaritas rendah) untuk menentukan kelarutannya. Normalnya menggunakan indikator phenolphthalein dan perubahan warna akhir dari pink ke tidak berwarna.
Golongan 2 hidroksida, M(OH)₂, dalam satu golongan semakin ke bawah akan semakin larut :
Jika lebih atau kurang tidak larut, dapat dibuat dengan menambahkan larutan sodium/potassium hidroksida  berlebih ke larutan garam yang mudah larut dari logam Golongan 2 logam misalnya :
CaCl_2(aq) + 2NaOH_(aq) → 2NaCl_(aq) + Ca(OH)_2(s)
MgSO_4(aq) + 2KOH_(aq) → K₂SO_4(aq) + Mg(OH)_2(s)
Ba(NO₃)_2(aq) + 2NaOH_(aq) → 2NaNO_3(aq) + Ba(OH)_2(s)
M²⁺_(aq) + 2OH^-_(aq) → M(OH)_2(s) untuk semua Golongan 2 logam M
Semua hidroksida adalah serbuk putih atau endapan gelatin putih.
Beryllium hidroksida adalah amfoter (anomali golongan), karena sebagian dari reaksi di atas, jika dilarutkan dalam alkali kuat seperti sodium hidroksida ke bentuk garam ion kompleks-hidrokso disebut ‘beryllat’ misalnya :
Be(OH)_2(s) + 2NaOH_(aq) → Na₂[Be(OH)₄]_(aq) (tidak ada perubahan redoks)
Secara ionik : Be(OH)_2(s) + 2OH^-_(aq) → [Be(OH)₄]^2-_(aq) menunjukkan bentuk ion kompleks
Reaksi logam blok s dengan asam
Logam Golongan 1 adalah sangat reaktif.
Logam Golongan 2, sebagian dari beryllium (yang lainnya anomali), dapat bereaksi dengan asam, dengan meningkatnya kekuatan dalam urutan menurun dalam satu golongan.
M_(s) + 2HCl_(aq) → MCl_2(aq) + H_2(g) (reaksi redoks) ke bentuk garam klorida yang mudah larut
M_(s) + 2H⁺_(aq) → M²⁺_(aq) + H_2(g)
Perubahan tingkat oksidasi : satu M pada (0) dan dua H pada (+1) → satu M (+2) dan dua H pada (0)
logam teroksidasi, kehilangan elektron, keadaan oksidasinya meningkat, ion hidrogen tereduksi, elektron bertambah, keadaan oksidasinya berkurang
M_(s) + 2HNO_3(aq) → M(NO₃)_2(aq) + H_2(g) ke bentuk garam nitrat yang mudah larut
Lihat pada prinsip, dan dengan Mg ini dan asam nitrat yang sangat larut, tetapi jarang hal ini mudah, ion nitrat dapat mudah direduksi ke gas nitrogen (IV) oksida coklat tua (nitrogen dioksida, NO₂) dan hasil lainnya, gas NO ? ion NO^2- ?
M_(s) + H₂SO_4(aq) → MSO_{4(aq or s)} + H_2(g) ke bentuk larut ­ garam sulfat yang tidak mudah larut
Reaksi dari magnesium ke barium menjadi meningkat lebih pelan sedangkan sulfat menjadi kurang larut, hal ini akan melapisi logam, sehingga menghambat reaksi.
M_(s) + 2CH₃COOH_(aq) → (CH₃COO)₂M_(aq) + H_2(g) ke bentuk garam etanoat
M_(s) + 2CH₃COOH_(aq) → (CH₃COO)₂M_(aq) + H_2(g) memberikan garam etanoat yang larut
Reaksi ini lebih lambat dari pada sebelumnyakarena asam etanoat merupakan asam lemah(terisonisasi sekitar 2%).
Dalam larutan berair kation logam membentuk ion kompleks aquo.[M(H₂O)₆]_n⁺_(aq) jika  n=1 untuk golongan  1 dan n=2 untuk golongan 2.

Read More

Reaksi Logam-Logam Blok s dan Air & Sifat Kimia Hidroksidanya

• Reaksi logam golongan s dengan air

Oksida atau hidroksidanya merupakan padatan putih ionik.
Hidroksida Logam Golongan 1: 2M_(s) + 2H₂O_(l) → 2M+OH-_(aq) + H_2(g) (perubahan redoks)

• Perubahan tingkat oksidasi: M dari 0 ke +1, satu  H dalam air tetap, dan yang lain mengalami perubahan +1 ke 0 pada H2.
• M = Li (lambat), Na (cepat), K (lebih cepat, menyala dengan hidrogen dengan warna lila) Rb, Cs, Fr (sangat eksplosif).

2H_2(g) + O_2(g) → 2H₂O_(l)
Hidroksida, MOH, adalah padatan ionik putih yang sangat larut (kecuali LiOH), basa kuat, semakin kuat dalam urutan menurun dalam golongan.
Hidroksida Golongan 1 larut dalam air memberikan larutan alkali, yang mudah ternetralisir dengan asam
MOH_(aq) + HCl_(aq) → MCl_(aq) + H₂O_(l) memberikan garam klorida yang mudah larut
OH^-_(aq) + H⁺_(aq) → H₂O_(l)
MOH_(aq) + HNO_3(aq) → MNO_3(aq) + H₂O_(l) memberikan garam nitrat yang mudah larut
2MOH_(aq) + H₂SO_4(aq) → M₂SO_4(aq) + 2H₂O_(l) memberikan garam sulfat yang mudah larut
MOH_(aq) + CH₃COOH_(aq) → CH₃COOM_(aq) + H₂O_(l) memberikan garam etanoat yang mudah larut
Hidroksida Logam Golongan 2: M_(s) + 2H₂O_(l) → M(OH)_{2(aq or s)} + H_2(g) (reaksi redoks)

• Menunjukkan perubahan hidroksida dan hidrogen dengan air dingin.
• M_(s) + 2H₂O_(l) → M2⁺ _(aq) +2OH^-_(aq) + H_2(g)
• Perubahan bilangan oksidasi, M adalah dari 0 ke +2, untuk H dalam air  perubahans dari +1 ke 0 dalam H2.
• M = Be (tidak bereaksi, anomali), Mg (reaksi sangat lambat), Ca, Sr, Ba (dari cepat ke sangat cepat).
• Kecenderungan reaktivitas untuk Golongan 2, dan penjelasannya, adalah mirip dengan penjelasan di atas seperti untuk Golongan 1 Logam Alkali.

Magnesium hidroksida dan kalsium hidroksida (limewater) sedikit larut, tetapi kelarutannya meningkat dalam urutan menurun dalam satu golongan, jadi barium hidroksida cukup larut.
Seperti yang disebutkan sebelumnya, campuran magnesium oksida/hidroksida dan air kadang-kadang disebut susu magnesia (milk of magnesia) dan larutan jenuh aqueous kalsium hidroksida disebut air soda (limewater).
Jika logam dipanaskan dalam uap maka oksida akan terbentuk :
Misalnya Mg_(s) + H₂O_(g) → MgO_(s) + H_2(g)
BUKAN percobaan yang akan kamu lakukan dengan Logam Alkali! tetapi berilium memberikan sedikit reaksi.
Oksida terbentuk karena hidroksida tidak stabil secara thermal pada temperatur tinggi :
M(OH)_2(s) → MO_(s) + H₂O_(g)
Semua hidroksida adalah basa dengan meningkatnya kekuatan dalam urutan menurun dalam satu golongan dan dapat dinetralisasi dengan asam (bukan reaksi redoks). Magnesium hidroksida kurang larut dalam air, kelarutannya meningkat dalam urutan menurun dalam satu golongan.
M(OH)_{2(aq or s)} + 2HCl_(aq) → MCl_2(aq) + 2H₂O_(l) memberikan garam klorida yang mudah larut*
Semua reaksi basa (OH^-) – asam (H⁺) : OH^-_(aq) + H⁺_(aq) → H₂O_(l)
M₂+(OH^-)_2(s) + 2H⁺_(aq) → M²⁺ _(aq) + 2H₂O_(l)
M(OH)_{2(aq or s)} + 2HNO_3(aq) → M(NO₃)_2(aq) + 2H₂O_(l)
Memberikan gram nitrat yang mudah larut
M(OH)_{2(aq or s)} + H₂SO_4(aq) → M₂SO_{4(aq or s)} + 2H₂O_(l)
Memberikan garam sulfat yang mudah larut
M(OH)_{2(aq or s)} + 2CH₃COOH_(aq) → (CH₃COO)₂M_(aq) + 2H₂O_(l)
Memberikan garam etanoat yang mudah larut
*Larutan kalsium hidroksida (limewater) dapat dititrasi dengan asam hidroklorida standard (burette, molaritas rendah) untuk menentukan kelarutannya. Normalnya menggunakan indikator phenolphthalein dan perubahan warna akhir dari pink ke tidak berwarna.
Golongan 2 hidroksida, M(OH)₂, dalam satu golongan semakin ke bawah akan semakin larut :
Jika lebih atau kurang tidak larut, dapat dibuat dengan menambahkan larutan sodium/potassium hidroksida  berlebih ke larutan garam yang mudah larut dari logam Golongan 2 logam misalnya :
CaCl_2(aq) + 2NaOH_(aq) → 2NaCl_(aq) + Ca(OH)_2(s)
MgSO_4(aq) + 2KOH_(aq) → K₂SO_4(aq) + Mg(OH)_2(s)
Ba(NO₃)_2(aq) + 2NaOH_(aq) → 2NaNO_3(aq) + Ba(OH)_2(s)
M²⁺_(aq) + 2OH^-_(aq) → M(OH)_2(s) untuk semua Golongan 2 logam M
Semua hidroksida adalah serbuk putih atau endapan gelatin putih.
Beryllium hidroksida adalah amfoter (anomali golongan), karena sebagian dari reaksi di atas, jika dilarutkan dalam alkali kuat seperti sodium hidroksida ke bentuk garam ion kompleks-hidrokso disebut ‘beryllat’ misalnya :
Be(OH)_2(s) + 2NaOH_(aq) → Na₂[Be(OH)₄]_(aq) (tidak ada perubahan redoks)
Secara ionik : Be(OH)_2(s) + 2OH^-_(aq) → [Be(OH)₄]^2-_(aq) menunjukkan bentuk ion kompleks
Reaksi logam blok s dengan asam
Logam Golongan 1 adalah sangat reaktif.
Logam Golongan 2, sebagian dari beryllium (yang lainnya anomali), dapat bereaksi dengan asam, dengan meningkatnya kekuatan dalam urutan menurun dalam satu golongan.
M_(s) + 2HCl_(aq) → MCl_2(aq) + H_2(g) (reaksi redoks) ke bentuk garam klorida yang mudah larut
M_(s) + 2H⁺_(aq) → M²⁺_(aq) + H_2(g)
Perubahan tingkat oksidasi : satu M pada (0) dan dua H pada (+1) → satu M (+2) dan dua H pada (0)
logam teroksidasi, kehilangan elektron, keadaan oksidasinya meningkat, ion hidrogen tereduksi, elektron bertambah, keadaan oksidasinya berkurang
M_(s) + 2HNO_3(aq) → M(NO₃)_2(aq) + H_2(g) ke bentuk garam nitrat yang mudah larut
Lihat pada prinsip, dan dengan Mg ini dan asam nitrat yang sangat larut, tetapi jarang hal ini mudah, ion nitrat dapat mudah direduksi ke gas nitrogen (IV) oksida coklat tua (nitrogen dioksida, NO₂) dan hasil lainnya, gas NO ? ion NO^2- ?
M_(s) + H₂SO_4(aq) → MSO_{4(aq or s)} + H_2(g) ke bentuk larut ­ garam sulfat yang tidak mudah larut
Reaksi dari magnesium ke barium menjadi meningkat lebih pelan sedangkan sulfat menjadi kurang larut, hal ini akan melapisi logam, sehingga menghambat reaksi.
M_(s) + 2CH₃COOH_(aq) → (CH₃COO)₂M_(aq) + H_2(g) ke bentuk garam etanoat
M_(s) + 2CH₃COOH_(aq) → (CH₃COO)₂M_(aq) + H_2(g) memberikan garam etanoat yang larut
Reaksi ini lebih lambat dari pada sebelumnyakarena asam etanoat merupakan asam lemah(terisonisasi sekitar 2%).
Dalam larutan berair kation logam membentuk ion kompleks aquo.[M(H₂O)₆]_n⁺_(aq) jika  n=1 untuk golongan  1 dan n=2 untuk golongan 2.

Read More

Sifat Kimia Garam Klorida dan Karbonat

Sifat kimia garam klorida
Garam klorida merupakan padatan kristal putih atau tidak berwarna
Logam golongan 1 mudah bereaksi dengan halogen:
2M_(s) + Cl_2(g) ± 2MCl_(s) (reaksi redoks)
Produk garam , M⁺X^-, padatan ionik kristal putih yang larut dalam air dan pH larutannya 7. Padatan kristal yang mempunyai titik leleh dan titik didih tinggi.
Padatannya bukan merupakan penghantar listrik tetapi lelehan atau larutannya dapat menghantar listrik.
Halogen mempunya bilangan oksidasi   -1  oksidasi pada senyawa halida(ion X^-)
Logam golongan 2 (kecuali Be) mudah bereaksi dengan halogen panas.
M_(s) + Cl_2(g) → MCl_2(s)
Produk garam, M²⁺(X^-)₂, sama dengan sifat sama dengan senyawa Golongan 1 M⁺X^-
Sifat kimia karbonat
Karbonat dan hidrogen- karbonat merupakan padatan putih Karbonat golongan 1 M₂CO₃: terbentuk pembentukan CO₂ dalam larutan hidroksida berlebih
2MOH_(aq) + CO_2(g) → M₂CO_3(aq) + H₂O_(l)
2OH^-_(aq) + CO_2(g) → CO₃^2-_(aq) + H₂O_(l)
Larut dalam air
Na₂CO₃.10H₂O, dikenal sebagai soda pencuci.
hydrogencarbonat Golongan 1 MHCO₃: terbentuk pembentukan CO₂ yang berlebihan dalam larutan hidroksida berlebih
Reaksi terjadi melalui tahap:
M₂CO_3(aq) + H₂O_(l) + CO_2(g) → 2MHCO_3(aq)
CO₃^2-_(aq) + H₂O_(l) + CO_2(g) → 2HCO₃^-_(aq)
Padatan putih yang sedikit larut dalam air
contoh 270^oC: 2NaHCO_3(s) → Na₂CO_3(s) + H₂O_(l) + CO_2(g)
sodium hydrogencarbonat (‘sodium bicarbonate’ atau ‘baking soda’) digunakan untuk pembuatan kue.
Karbonat dan hydrogen- carbonat Golongan 1 mudah ternetralisasi oleh asam:
M₂CO_3(aq) + 2HCl_(aq) → 2MCl_(aq) + H₂O_(l) + CO_2(g) memberikan garam klorida yang larut
CO₃^2-_(aq) + 2H⁺_(aq) → H₂O_(l) + CO_2(g)
M₂CO_3(aq) + 2HNO_3(aq) → 2MNO_3(aq) + H₂O_(l) + CO_2(g) memberikan garam nitrat yang larut
M₂CO_3(aq) + H₂SO_4(aq) → M₂SO_4(aq) + H₂O_(l) + CO_2(g) memberikan garam sulfat yang larut
M₂CO_3(aq) + 2CH₃COOH_(aq) → CH₃COOM_(aq) + H₂O_(l) + CO_2(g) memberikan garam etanoat yang larut
MHCO_3(aq) + HCl_(aq) → MCl_(aq) + H₂O_(l) + CO_2(g) memberikan garam klorida yang larut
HCO₃^-_(aq) + H⁺_(aq) → H₂O_(l) + CO_2(g)
MHCO_3(aq) + HNO_3(aq) → MNO_3(aq) + H₂O_(l) +  CO_2(g) memberikan garam nitrat yang larut
2MHCO_3(aq) + H₂SO_4(aq) → M₂SO_4(aq) + 2H₂O_(l) + CO_2(g) memberikan garam sulfat yang larut
MHCO_3(aq) + CH₃COOH_(aq) → CH₃COOM_(aq) + H₂O_(l) +  CO_2(g) memberikan garam etanoat yang larut
Karbonates Golongan 2 MCO₃: terbentuk pembentukan CO₂ dalam larutan hidroksida berlebih atau berupa bubur, tetapi berilium karbonat tidak stabil.
M(OH)_2(aq) + CO_2(g) → MCO_3(s) + H₂O_(l)
Jika M = Ca, reaksi pada air kapur positif jika terdapat CO₂
hydrogencarbonat M(HCO₃)₂ terbentuk jika Golongan 2 bereaksi dengan CO₂ dalam larutan hidroksida berlebih atau berupa bubur
MCO_3(s) + H₂O_(l) + CO_2(g) → M(HCO₃)_2(aq)
Karbonat Golongan 2 MCO₃ mudah ternetralisir dengan asam membentuk garam, air CO₂
MCO_3(s) + 2HCl_(aq) → MCl_2(aq) + H₂O_(l) + CO_2(g) memberikan garam klorida yang larut
M2+CO₃^2-_(s) + 2H+_(aq) → M²⁺_(aq) + H₂O_(l) + CO_2(g)
MCO_3(s) + 2HNO_3(aq) → M(NO₃)_2(aq) + H₂O_(l) + CO_2(g) memberikan garam nitrat yang larut
MCO_3(s) + H₂SO_4(aq) → M₂SO_4(aq) + H₂O_(l) + CO_2(g) memberikan garam sulfat yang larut
MCO_3(s) + 2CH₃COOH_(aq) → (CH₃COO)₂M_(aq) + H₂O_(l) + CO_2(g) memberikan garam etanoat yang larut

Read More

Bijih Logam

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.

Deret: rendah Pt Au Ag Cu (H) Pb Sn Fe Zn (C) Al Mg Ca Na K tinggi.

• Aturan: Unsur-unsur yang lebih tinggi dalam deretdapat menggantikan unsur-unsur lain yang lebih rendah.

o       Logam di atas seng dan karbon dalam deret reaktivitas biasanya tidak dapat diekstrak dengan karbon atau karbon monoksida. Logam tersebut biasanya diekstrak dengan elektrolisis lelehan bijih logam yang dimurnikan atau senyawa lain yang sesuai.

• 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.

Tetapi dalam 200 tahun terakhir ini logam yang sangat reaktif seperti natrium atau aluminium telah diekstrak dengan elektrolisis.

Read More

Ekstraksi Besi

Bijih oksida besi ditambang di berbagai bagian dunia.
Contohnya haematite Fe₂O₃ dan magnetite Fe₃O₄.

• Campuran padatan bijih haematite, coke dan limestone secara kontinu dimasukkan ke dalam blast furnace.
• Coke dibakar di dasar dan udara panas ditiupkan untuk membakar coke (karbon) untuk membentuk karbon dioksida dalam reaksi oksidasi (C menerima O).
• Energi panas dibutuhkan dalam reaksi eksotermik untuk meningkatkan suhu blast furnace hingga di atas 1000^oC untuk mempengaruhi reduksi bijih logam.
  • karbon + oksigen  →  karbon dioksida
  • C_(s) + O_2(g) → CO_2(g)
• Pada suhu tinggi terbentuk karbon dioksida, bereaksi dengan coke (karbon) lain untuk membentuk karbon monoksida
  • karbon dioksida + karbon o karbon monoksida
  • CO_2(g) + C_(s) → 2CO_(g)
  • (catatan: CO₂ tereduksi dengan kehilangan O, C teroksidasi dengan menerima O)
• Karbon monoksida adalah molekul yang benar-benar mengusir oksigen dari bijih besi oksida. Ini adalah reaksi reduksi (Fe₂O₃ kehilangan O, atau Fe³⁺ menerima tiga elektron untuk membentuk Fe) dan CO dikenal sebagai agen pereduksi (pengusir O dan teroksidasi dalam proses).
• Logam besi dilelehkan pada suhu blast furnace tinggi dan menetes ke dasar blast furnace. Reaksi reduksi utama adalah …
  • Besi (III) oksida + karbon monoksida  → besi + karbon dioksida
  • Fe₂O_3(s) + 3CO_(g) → 2Fe_(l) + 3CO_2(g)
  • Catatan, dalam kedua reaksi di atas, oksidasi dan reduksi selalu terjadi bersamaan!

Reaksi reduksi bijih logam yang lain adalah …
Besi (III) oksida + karbon o besi + karbon monoksida
Fe₂O_3(s) + 3C_(g) → 2Fe(l) + 3CO_(g)
atau
besi (III) oksida + karbon → besi + karbon dioksida
2Fe₂O_3(s) + 3C_(g) → 4Fe_(l) + 3CO_2(g)
Bijih logam asli mengandung acidic mineral impurities seperti silika (SiO₂, silikon dioksida). Ini bereaksi dengan kalsium karbonat (limestone) untuk membentuk  molten slag misal dari kalium silikat.

• kalsium karbonat + silika → kalsium silikat + karbon dioksida
• CaCO₃ + SiO₂ → CaSiO₃ + CO₂
• Kadang-kadang ditunjukkan dalam dua langkah:

• CaCO₃ → CaO + CO₂
• CaO + SiO₂ → CaSiO₃
• Molten slag membentuk lapisan di atas lelehan besi yang lebih padat dan keduanya dapat dipisahkan, dan biasanya, disalurkan ke luar. Besi didinginkan dan dicetak ke dalam pig iron ingots atau ditransfer langsung ke furnace penghasil baja.
• Limbah gas dan debu dari blast furnace harus diperlakukan dengan baik untuk menghindari polusi lingkungan.
  • karbon monoksida yang sangat beracun dapat dibakar untuk menghasilkan sumber energi panas, dan dalam reaksi eksoterm dikonversikan menjadi karbon dioksida yang tidak berbahaya.
• karbon monoksida + oksigen → karbon dioksida
• 2CO_(g) + O_2(g) → 2CO_2(g)
  • Gas asam seperti  sulfur dioksida dari bijih sulfida, dapat dihilangkan dengan bubbling melalui larutan alkali seperti kalsium hidroksida (‘limewater’) yang dinetralkan dan dioksidasi menjadi kalsium sulfat yang tidak berbahaya. Pembersihan gas dengan cara ini disebut ‘gas scrubbing’.
  • Air yang terkontaminasi harus dibersihkan dari bahan kimia berbahaya sebelum dilepaskan ke sungai atau didaur ulang melalui water treatment plant.
  • waste slag digunakan untuk konstruksi jalan atau menimbun galian sehingga dapat ditanami.
• Besi dari blast furnace baik untuk obyek cast iron yang sangat keras tetapi terlalu rapuh untuk aplikasi lainnya karena kandungan karbon dari coke-nya terlalu tinggi. Jadi dikonversikan menjadi steel alloy untuk range yang lebih luas.

Material mentah:

• bijih besi misal bijih haematite [besi (III) oksida, Fe₂O₃]
• coke (karbon, C)
• udara panas (untuk O₂ di dalamnya)
• limestone (kalsium karbonat, CaCO₃)

Read More

Ekstraksi Aluminium

• Aluminium diperoleh dari mineral bauksit
• Pemurnian bijih bauksit dari aluminium oksida dilakukan secara kontinyu. Cryolite ditambahkan dalam titik leleh yang lebih rendah dan melarutkan bijih.
• Ion-ion harus bebas bergerak menuju elektroda yang disebut katoda (elektroda negatif) yang menarik ion positif, misalnya Al₃⁺ dan anoda (elektroda positif) yang menarik ion negatif, misalnya O₂^-

• Ketika arus DC dilewatkan melalui plat aluminium pada katoda (logam) maka aluminium akan diendapkan di bagian bawah tangki.
• Pada anoda, gas oksigen terbentuk (non-logam). Ini menimbulkan masalah. Pada suhu yang tinggi dalam sel elektrolit, gas oksigen akan membakar dan mengoksidasi elektroda karbon menjadi gas beracun karbon monoksida atau karbon dioksida. Sehingga elektrode harus diganti secara teratur dan gas buang dihilangkan.
• Hal tersebut merupakan proses yang memerlukan biaya relatif banyak (6x lebih banyak dari pada Fe) karena dalam proses ini membutuhkan energi listrik yang mahal dalam jumlah yang banyak.

• Dua aturan yang umum :
  • Logam dan hidrogen (dari ion positif), terbentuk pada elektroda negatif (katoda).
  • Non-logam (dari ion negatif), terbentuk pada elektroda positif (anoda).

• Bijih bauksit dari aluminium oksida tidak murni (Al₂O₃ terbentuk dari ion Al₃⁺ dan ion O₂^-).
• Karbon (grafit) digunakan sebagai elektroda.
• Cryolite menurunkan titik leleh bijih dan menyimpan energi, karena ion-ion harus bergerak bebas untuk membawa arus.
• Elektrolisis adalah penggunaan energi listrik DC yang megakibatkan adanya perubahan kimia, misalnya dekomposisi senyawa untuk membentuk endapan logam atau membebaskan gas. Adanya energi listrik menyebabkan suatu senyawa akan terbelah.
• Sebuah elektrolit menghubungkan antara anoda dan katoda. Sebuah elektrolit adalah lelehan atau larutan penghubung dari ion-ion yang bergerak bebas yang membawa muatan dari sumber arus listrik.

Proses reaksi redoks yang terjadi pada elektroda :

• Pada elektroda negatif (katoda), terjadi proses reduksi (penagkapan elektron) dimana ion aluminiun yang bermuatan positif menarik elektron. Ion aluminuim tersebut menangkap tiga elektron untuk mengubah ion aluminuim menjadi atom.
• aluminium dalam keadaan netral. Al₃+ 3e^- → Al
• Pada elektroda positif (anoda), terjadi proses oksidasi (pelepasan elektron) dimana ion oksida negatif melepaskannya. Ion oksida tersebut melepaskan dua elektron dan membentuk molekul oksigen yang netral.

2O₂^- → O₂ + 4e^-
Atau
2O₂^- – 4e^- → O₂

• Catatan : reaksi oksidasi maupun reduksi terjadi secara bersama-sama.
  • Reaksi dekomposisi secara keseluruhan adalah :

Aluminium oksida  →  aluminium + oksigen
2 Al₂O₃ → 4Al + 3O₂
Dan reaksi diatas merupakan reaksi yang sangat endotermis, banyak energi listrik yang masuk.

Read More

Ekstraksi dan Pemurnian Seng

• Seng diekstraksi dari seng blende/sphalerite (seng sulfide) atau calamine/Smithsonite (seng karbonat).
• (1) Seng sulfide dibakar di udara untuk menghasilkan seng oksida.
• 2ZnS_(s) + 3O_2(g) → 2ZnO_(s) + 2SO_2(g)
• Catatan: calamine dapat digunakan secara langsung dalam lelehan seng karena dalam pemanasannya akan menghasilkan seng oksida

ZnCO_3(s) → ZnO_(s) + CO_2(g) (dekomposisi termal endotermik)

• (2)  Seng oksida tidak murni dapat dihilangkan dalam dua cara untuk mengekstrak seng :
• (a)  Seng oksida di baker  dalam smelting furnace dengan karbon (batu karang, agent pereduksi) dan limestone (untuk menghilangkan pengotor asam). Reaksi kimia hampir sama dengan besi dari blast furnace.
  • C(s) + O_2(g) → CO_2(g) (sangat oksidasi eksotermik, meningkatkan temperature)
  • C(s) + CO_2(g) → 2CO_(g) (C dioksidasi, CO₂ direduksi)
  • ZnO_(s) + CO_(g) → Zn_(l) + CO_2(g) (seng oksida direduksi oleh CO, Zn kehilangan O)
  • Atau reduksi langsung oleh karbon :  ZnO_(s) + C_(s) → Zn_(l) + CO_(g) (ZnO direduksi, C dioksidasi)
  • Karbon monoksida bertindak sebagai agent pereduksi yaitu menghilangkan oksigen dari oksida.
  • Seng tidak murni kemudian didistilasi frasional dari campuran ampas biji dan logam lainnya seperti timah dan cadmium yang keluar dari pembakaran tinggi pada atmosfer yang kaya akan karbon monoksida dimana menghentikan seng dioksidasi kembali menjadi seng oksida.
  • Ampas biji dan timah (dengan logam lainnya seperti cadmium) dari dua lapisan dapat ditahan pada dasar furnace.
  • Seng kemudian dapat dimurnikan lebih lanjut melalui distilasi fraksional ke 2 atau dengan dilarutkan ke dalam larutan asam sulfat dan dimurnikan secara elektrolit seperti yang digambarkan sebelumnya

• (b) Tahapan yang ke dua
  • (i) Dilarutkan dan dinetralisasi dengan larutan asam sulfat untuk menghasilkan larutan tidak murni seng sulfat.
  • ZnO_(s) + H₂SO_4(aq) → ZnSO_4(aq) + H₂O_(l)
  • Atau menggunakan calamine/seng karbonat:

• ZnCO_3(s) + H₂SO_4(aq) → ZnSO_4(aq) + H₂O_(l)+ CO_2(g)
• (ii)  Seng murni dihasilkan dari larutan melalui elektrolisis. Seng akan dapat terendapkan pada seng murni elektroda negative (katoda) dengan jalan yang sama tembaga dapat dimurnikan. Elektroda lainnya, harus inert, untuk percobaan laboratorium, karbon (grafit) dapat digunakan dan oksigen terbentuk.
• Zn²⁺_(aq) + 2e^- → Zn_(s)
• Proses reduksi, electron terbentuk, sebagai logam seng yang terendapkan pada elektroda (-).
• Padatan seng oksida tidak dapat digunakan secara langsung karena tidak larut dan ion harus bebas untuk membawa arus dan pindah ke elektroda pada bagian lain larutan.
• Lebih jelasnya sistem elektrolisis digunakan, lihat pemurnian tembaga (hanya menukar Zn untuk Cu pada metoda/diagrktif)

Harap dicatat: Pada produksi industri seng dengan elektrolisis (disebut  elektro-winning) katoda negative (-) dibuat dari aluminium (Al, dimana seng terendapkan) dan elektroda positif(+) dibuat dari campuran timah-perak (Pb-Ag, dimana oksigen terbentuk). Kenapa elektroda ini digunakan dalam proses eletrowinning saya tidak yakin, tetapi aluminium tidak reaktif sehingga efektif inert, timah dan perak juga memiliki keaktifan rendah, tetapi

Read More

Ekstraksi Elektrolit Natrium dan Rangkuman

Natrium, sama seperti banyak logam reaktif lainnya, dapat diektrak dengan eletrolisis dari lelehan klorida. Hal ini dapat dilakukan pada ‘Sel Down’s’ terlihat dalam diagram. Ion natrium positif berpindah menuju elektroda katoda negative dan direduksi dengan bertambahnya electron untuk membentuk larutan atom natrium.
Na⁺ + e^- → Na
Ion negative klorida berpindah menuju elektron anoda positif dan dioksidasi dengan kehilangan electron membentuk molekul gas klorida.
2Cl^- → Cl₂ + 2e^-

RINGKASAN

• Logam dapat diambil dari mineralnya melalui elektrolisis, reduksi mineral Karbon dengan pemanasan, penggantian logam yang lebih elektronegatif atau dekomposisi dengan pemanasan.
• Pemilihan metode ekstraksi tergantung pada kebutuhan energi selama proses, biaya dan kebutuhan logam lain sebelum digunakan.
• Hematite Fe₂O₃, magnetite Fe₃O₄ dan besi sulfida FeS merupakan mineral-mineral besi.
• Bijih Aluminium mengandung bauksit Al₂O₃.2H₂O.
• Titanium diekstraksi dari rutil TiO₂ dan ilmenit FeTiO₃.

Read More