PEMBUATAN DAN MANFAAT UNSUR

BAB 4: Pembuatan dan Manfaat Beberapa Unsur

Natrium

Logam alkali pada umumnya diperoleh dengan mengelektrolisis lelehan garam kloridanya atau NaCl. Misalnya logam natrium dibuat dengan mengelektrolisis campuran lelehan NaCl dan CaCl2. Fungsi CaCl2 pada proses ini adalah menurunkan titik leleh NaCl.

Reaksi yang terjadi:

—  Katoda : Na⁺ _(l) + e^- àNa _(l)

—  Anoda  : 2Cl^- _(l) àCl_{2 (g)} + 2e^-

Hasil     : 2Na⁺ _(l) + 2Cl^- à2Na _(l) + Cl_{2 (g)}               

Dua senyawa natrium yang penting untuk kita pelajari adalah NaOH dan Na₂CO₃. NaOH dibuat dengan elektrolisis larutan NaCl.

—  Katoda : 2H₂O_(l) + 2e à2OH^–_(aq) + H_2(g)

—  Anoda  : 2Cl^–_(aq) àCl_2(g) + 2e

—  Hasil     : 2H₂O_(l) + 2Cl^–_(aq) à2OH^–_(aq) + H_2(g) + Cl_2(g)

Na⁺ dalam larutan bergabung dengan OH^– di katoda membentuk NaOH.

Na₂CO₃ dibuat dengan proses Solvay

—  Metode pembuatan Na₂CO₃ ini dikembangkan oleh Ernest Solvay (1838–1922) dari Belgia sebagai bahan bakunya adalah batu kapur CaCO₃. Batu kapur dipanaskan untuk memperoleh gas CO₂

—  CaCO_3(s)àCaO_(s) + CO_2(g)  (panas)

—  CO_2(g)+ H₂O_(l) àH₂CO_3(aq)

—  H₂CO_3(aq)+ NH_3(g) àNH₄HCO_3(aq)

—  NH₄HCO_3(aq)+ NaCl_(aq) àNaHCO_3(s) + NH₄Cl

Endapan NaHCO₃ dipisahkan dengan penyaringan kemudian dipanaskan

—  2 NaHCO_3(s) àNa₂CO_3(s) +H₂O_(g) + CO_2(g)  (panas) 

Kegunaan Natrium dan Senyawanya

1.  Natrium

Uap natrium digunakan untuk lampu natrium sebagai penerangan jalan raya. Natrium cair digunakan sebagai pendingin reaktor atom.

2.  Natrium Hidroksida (NaOH)

Soda kaustik digunakan dalam pembuatan sabun, detergen, tekstil, kertas, pewarnaan, dan menghilangkan belerang dari minyak bumi.

3.  Natrium Karbonat (Na₂CO₃)

Digunakan dalam proses pembuatan pulp, kertas, sabun, detergen, kaca, dan untuk melunakkan air sadah.

4.  Natrium Bikarbonat (NaHCO₃)

Soda kue biasa digunakan dalam membuat kue agar mengembang karena pada pemanasannya menghasilkan gas CO₂ yang memekarkan adonan kue hingga mengembang.

5.  Natrium klorida (NaCl)

Garam dapur yang adalah  bumbu masak. NaCl banyak digunakan untuk membuat berbagai bahan kimia,misalnya NaOH, NaCl serta digunakan untuk pengawet ikan.

Emas

Emas adalah unsur kimia dlm tabel periodik yang memiliki simbol Au yang bahasa latinnya adalah aurum dengan nomor atom 79. Emas termasuk dalam logam transisi (trivalen dan univalen) yang lembek, mengkilap, kuning, berat, "malleable", dan "ductile". Emas tidak bereaksi dengan zat kimia lainnya tapi dapat terserang oleh klorin

Emas mempunyai massa jenis yang relatif besar, sehingga pemisahannya dilakukan dengan mengayak. Butiran emas dapat dipisahkan dengan menggunakan raksa. Emas selanjutnya dapat dipisahkan dengan pemanasan sehingga raksa menguap dan dapat digunakan kembali.

Potensi endapan emas terdapat di hampir setiap daerah di Indonesia, seperti di Pulau Sumatera, Kepulauan Riau, Pulau Kalimantan, Pulau Jawa, Pulau Sulawesi, Nusa Tenggara, Maluku, dan Papua.

Jika dilihat dari deret Volta, semakin ke kiri pada deret tersebut maka semakin mudah elemen tersebut mengalami Oksidasi. Sebaliknya jika semakin ke kanan, maka semakin sulit teroksidasi.

Pengkorosian atau pengkaratan termasuk salah satu jenis oksidasi pada logam.
Berdasarkan deret volta di atas, kita mengetahui bahwa emas (Aurum / Au) terdapat pada deret yang paling kanan. Sehingga energi yang dibutuhkan emas untuk mengalami oksidasi adalah besar. Karena "kebesaran" energi inilah yang membuat emas sulit melakukan oksidasi atau pengkaratan.

Berikut adalah kegunaan Emas:

—  Jaman dahulu, emas dugunakan untuk pembuatan koin.

—  Untuk menabung dan mendapatkan keuntungan

—  Untuk perhiasan, dan macam-macam.

—  Untuk melapisi piala dalam ibadat misa ekaristi.

Alumunium

Meskipun aluminium tergolong melimpah di kulit bumi, mineral ini dapat dijadikan sumber komersial aluminium hanya bauksit. Bauksit mengandung aluminium yang adalah aluminium oksida (Al2O3). Pengolahan aluminium dari bauksit ini berlangsung dalam dua tahap. Tahap pertama adalah pemurnian bauksit sehingga diperoleh aluminium oksida murni (alumina).

Aluminium diperoleh dengan elektrolisis lelehan bauksit Al₂O₃ dalam kriolit cair Na₃AlF₆pada proses Hall melalui 2 tahap, yaitu:

 Pemurnian Al₂O₃dari bauksit (alumina)

—  Ke dalam bauksit ditambahkan larutan NaOH pekat sehingga Al₂O₃larut, sedangkan zat lain tidak larut. Dipisahkan melalui penyaringan.

—  Al₂O_{3 (s)} + 2NaOH _(aq) à2NaAlO_{2 (aq)} + H₂O _(l)

Larutan NaAlO₂ diasamkan.

—  NaAlO_{2 (aq)} + H₂O _(l) + HCl _(aq)àAl(OH)_{3 (s)} + NaCl _(aq)

Endapan Al(OH)₃ disaring & dipanaskan sehingga terurai.

—  Al(OH)_3(s) àAl₂O_{3 (s)} + 3H₂O _(g) (panas)

Elektrolisis Al₂O₃ dengan kriolit cair

—  Al₂O₃murni dicampur dengan kriolit Na₃AlF₆. Dinding bejana untuk elektrolisis terbuat dari besi yang dilapisi grafit (katoda). Anodanya, batang karbon yang dicelupkan ke dalam campuran.

—  Larutan Al₂O₃ dalam kriolit dimasukkan ke dalam sel Hall-Heroult, kemudian dialiri listrik. Ion Al³⁺ direduksi di katoda menjadi Al cair dan ion O^2- dioksidasi di anoda menjadi gas oksigen.

—  Reaksi yang terjadi:

Al₂O_3(l) à2Al³⁺_(l) + 3O^2-_(l)

Katoda : Al³⁺_(l)+ 3e à Al_(l)         × 4

Anoda             : 2O^2-_(l) àO_2(g) + 4e      × 3

Hasil    : 4Al³⁺_(l)+ 6O^2-_(l) à4Al_(l) + 3O_2(g)

—  Gas oksigen yang terbentuk dapat bereaksi dengan anoda karbon membentuk CO₂sehingga anoda semakin habis dan pada suatu saat harus diganti.

—  Fungsi kriolit adalah untuk menurunkan titik leleh alumina yang awalnya sekitar 2000°C menjadi 900°C.

Berikut ini adalah fungsi Alumunium:

1. Sebagai aliose (bahan campuran)

Duralium (95% Al, 4% Cu, 0,5%Mg dan 0,5% Mn)

Magnalium (70 – 95% Al, dan 30 – 0,5% Mg)

Alnico (20% Al, 50%, 20%Ni, dan 10% Cu)

Thermit (Al + Fe₂O₃) untuk mengelas logam

2. Tawas, KAl(SO₄)₂ 12H₂O untuk penjernihan air.
3. Aluminium sulfat Al₂(SO₄)₃ untuk industri kertas dan mordan.
4. Zeolit Na₂O Al₂O₃ 2SiO₂ untuk melunakkan air sadah.
5. Aluminium Al₂O₃ untuk pembuatan aluminium, pasta gigi, industri keramik, dan industri gelas.
6. Al(OH)₃ untuk menetralkan asam lambung yang berlebihan
7. Al₂O₃ (Alfa-Alumina) untuk meruntuhkan bangunan yang terbuat dari besi atau baja.
8. Meningkatkan ketahanan korosi.
9. Meningkatkan adhesi cat.
10. Sebagai alat untuk pelapisan lebih lanjut.
11. Memperbaiki penampilan.
12. Meningkatkan isolasi listrik.
13. Memungkinkan penggunaan lithografi dan photografi.
14. Memperbesar emisivitas.
15. Meningkatkan ketahanan abrasi.
16. Mendeteksi daerah peka retakan.

Magnesium

Di antara logam alkali tanah, magnesium paling banyak diproduksi. Sama seperti pembuatan natrium, pembuatan magnesium juga dilakukan melalui elektrolisis lelehan garam kloridanya. Dalam industri,magnesium dibuat dari air laut melalui tahap-tahap sebagai berikut. Mula-mula air laut dicampur dengan kapur (CaO) sehingga magnesium mengendap sebagai magnesium hidroksida (Mg(OH)₂).

CaO(s) + H₂O(l) → 2Ca²⁺(aq) + 2OH^-(aq)

Mg²⁺(aq) + 2OH^-(aq) → Mg(OH)₂(s)

·         Adapun CaO dibuat dari batu kapur atau kulit kerang melalui pemanasan.

CaCO₃(s) → CaO(s) +CO₂(g)

·         Endapan magnesium hidroksida yang terbentuk, disaring kemudian direaksikan dengan larutan asam klorida pekat.

Mg(OH)₂(s) + 2HCl(aq) → MgCl₂(aq) + 2H₂O(l)

·         Selanjutnya, larutan diuapkan sehingga diperoleh kristal magnesium klorida (Mg Cl₂). Kristal itu kemudian dicairkan dan dielektrolisis.

MgCl₂(l) → Mg²⁺(l) + 2Cl^-(l)

Katode: Mg²⁺(l) +2e → Mg(l)

Anode : 2Cl^-(l) → Cl₂(g) + 2e

Kegunaan utama magnesium adalah untuk membuat logam-campur. Paduan magnesium dengan aluminium yang disebut magnalium, merupakan logam yang kuat tetapi ringan, resisten terhadap asam maupun basa, serta tahan korosi. Paduan itu digunakan untuk membuat komponen pesawat terbang, rudal, bak truk, serta berbagai peralatan lainnya. Oleh karena merupakan reduktor kuat, sedikit magnesium digunakan pada pengolahan logam tertentu. Pembakaran magnesium menghasilkan cahaya yang sangat terang, sehingga unsur itu digunakan untuk membuat kembang api.

Besi

Besi diolah dari bijihnya dalam suatu tungku yang disebut tanur tiup (blast furnace). Tanur tiup berbentuk silinder raksasa dengan tinggi 30 m atau lebih dan diameter bagian tengah sekitar 8 m.

Bahan yang digunakan pada pengolahan besi, selain bijih besi adalah kokas (C) dan batu kapur (CaCO₃). Kokas berfungsi sebagai reduktor, sedangkan batu kapur berfungsi sebagai fluks, yaitu bahan yang akan bereaksi dengan pengotor dalam bijih besi dan memisahkan pengotor itu dalam bentuk cairan kental yang disebut terak (slag). Komposisi bahan-bahan tersebut bergantung pada pengotor dalam bijih besi. Bijih besi mengandung pengotor, baik yang bersifat basa seperti CaO, MgO, dan MnO. Akan tetapi, biasanya pengotor yang bersifat asam lebih banyak, sehingga perlu ditambahkan fluks yang bersifat basa, yaitu CaCO₃.

Proses/reaksi yang terjadi pada pengolahan besi scara garis besar sebagai berikut. Bijih besi, kokas, dan batu kapur diumpankan dari puncak tanur, sementara dari bagian bawah ditiupkan udara panas. Kokas terbakar pada bagian bawah tanur dengan membebaskan kalor, sehingga suhu di daerah itu dapat mencapai 2000⁰C.

C(s) + O₂(g) → CO₂(g) + kalor

Ketika bergerak naik, gas CO₂ yang baru terbentuk itu bereaksi lagi dengan kokas yang bergerak turun membentuk CO.

CO₂ (g) + C(s) → 2CO(g)

Gas CO inilah yang akan mereduksi bijih besi secara bertahap.

(+3) (+3/+2) (+2) (0)

Fe₂O₃ → Fe₃O₄ → FeO → Fe

Tahap 1: 3Fe₂O₃ +CO → 2Fe₃O₄+ CO₂

Tahap 2: Fe₃O₄ +CO → 3FeO + CO₂

Tahap 3: FeO + CO → Fe + CO₂

Reaksi totalnya dapat dituliskan sebagai berikut.

Fe₂O₃(s) + 3CO (g) → 2Fe (l) + 3CO₂(g)

Oleh karena suhu tanur sangat tinggi, besi yang terbentuk berupa lelehan. Reaksi pembentukan terak yang menghilangkan pengotor berlangsung sebagai berikut.

CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g) (800-900⁰C)

CaO(s) + SiO₂(s) → CaSiO₃(l) (1200⁰C)

3CaO(s) + P₂O₅(g) → Ca₃(PO₄)₂(l) (1200⁰C)

Besi yang dihasilkan dari tanur tiup disebut besi gubal (pig iron) atau besi kasar, mengandung kira-kira 95% besi, 3-4% karbon, dan sisanya pengotor lain seperti Mn, Si, dan P. Besi gubal bersifat keras tetapi rapuh. Pada umumnya, sebagian besar besi gubal langsung diproses untuk membuat baja. Sebagian lain dapat dialirkan ke dalam cetakan sehingga diperoleh besi tuang(cast iron). Besi tempa diperoleh dari besi gubal dengan mengurangi kadar karbon. Besi tempa lebih lunak dan tidak rapuh.

Besi adalah logam yang paling luas dan paling banyak penggunaannya, yaitu sekitar 14 kali total penggunaan semua logam lainnya. Hal tersebut disebabkan tiga alasan berikut.

1. Bijih besi relatif melimpah dan tersebar di berbagai penjuru dunia.

2. Pengolahan besi relatif mudah dan murah.

3. Sifat-sifat besi mudah dimodifikasi.

Kegunaan utama dari besi adalah untuk membuat baja. Baja adalah istilah yang digunakan untuk semua logam campur (aliase) dari besi. Jenis baja sangat beragam, sehingga penggunaannya sanagt luas, mulai dari mainan anak-anak, perkakas dapur, industri kendaraan, konstruksi bangunan, jembatan, rel kereta api, dan sebagainya. Salah satu contoh baja yag paling terkenal adalah baja tahan karat (stainless steels), yang merupakan paduan besi dengan kromium (14-18%) dan nikel (7-9%). Baja tahan karat digunakan untuk membuat perkakas seperti gunting, obeng, dan kunci; perkakas dapur seperti sendok, dan panic; dan sebagainya.

Pembuatan Baja

Logam-logam campur dari besi disebut baja. Perubahan yang harus dilakukan pada pembuatan baja dari besi gubal, yaitu:

1. Menurunkan kadar karbon dari 3-4% menjadi 0-1,5%,

2. Menghilangkan pengotor seperti Si, Mn, dan P,

3. Menambahkan logam-logam campur seperti Ni dan Cr, sesuai dengan jenis baja yang akan dibuat.

Teknologi pembuatan baja secara murah dan cepat ditemukan oleh Henry Bessemer dari Inggris pada tahun 1856. Setelah itu, terjadi perkembangan pesat. Pada tahun 1860, dikembangkan tungku terbuka (open hearth furnance) oleh William Siemens, juga dari Inggris. Kini, kebanyakan baja dibuat dengan tungku oksigen (basic oxygen process).

Tungku oksigen adalah silinder baja raksasa dengan pelapis yang bersifat basa pada bagian dalamnya. Tungku ini berkapasitas sekitar 200 ton besi cair, 80 ton besi bekas, dan 18 ton kapur (CaO) sebagai fluks. Ke dalam campuran yang berupa cairan yang sangat panas ini ditiupkan oksigen murni melalui pipa berpendingin. Gas oksigen akan mengoksidasikan karbon menjadi karbon monoksida (CO), sedangkan pengotor lainnya dipisahkan ke dalam terak. Proses pembuatan baja dengan tungku oksigen hanya memerlukan waktu sekitar 22 menit.

Beberapa jenis baja diberikan pada Tabel 3.18.

Nama	Komposisi	Sifat Khas	Penggunaan
Baja mangan	10-18% Mn	Keras, kuat, dan awet	Rel kereta api, lapis baja kendaraan perang, mesin penghancur batu
Baja silikon	1-5% Si	Keras, kuat, sifat magnetnya kuat	Magnet
Durion	12-15% Si	Tahan karat, tahan asam	Pipa, ketel, kondensor dan lain-lain
Invar	36% Ni	Koefisien mulai rendah	Alat pengukur (meteran)
Baja kromium-vanadium	1-10% Cr 0,15 V	Kuat, tahan terhadap tekanan/beban	As kendaraan
Baja tahan karat	14-18% Cr 7-9% Ni	Tahan karat	Alat-alat pemotong, perkakas dapur, alat-alat lain

Tembaga

Bijih tembaga yang terpenting adalah kalkopirit (CuFeS₂). Sebenarnya tembaga mudah direduksi. Akan tetapi, adanya besi dalam bijih tembaga membuat proses pengolahan tembaga menjadi relatif sulit. Pengolahan tembaga melalui beberapa tahap, yaitu flotasi, pemanggangan, peleburan, pengubahan, dan elektrolisis.

Pada umumnya, bijih tembaga hanya mengandung 0,5% Cu. Melalui pengapungan dapat diperoleh bijih pekat yang mengandung 20-40% Cu. Bijih pekat itu kemudian dipanggang untuk mengubah besi sulfide menjadi besi oksida, sedangkan tembaga tetap berupa sulfida.

4CuFeS₂ + 9O₂ → 2Cu₂S + 2Fe₂O₃ + 6SO₂

Bijih yang sudah melalui pemanggangan kemudian dilebur sehingga bahan tersebut mencair dan terpisah menjadi dua lapisan. Lapisan bawah disebut “copper matte” yang mengandung Cu₂S dan besi cair, sedangkan lapisan atas merupakan terak silikat yang antara lain mengandung FeSiO₃. Selanjutnya, “copper matte” dipindahkan ke dalam tungku lain dan ditiupkan udara sehingga terjadi reaksi redoks yang menghasilkan tembaga lepuh (blister copper).

2Cu₂S + 3O₂ → 2Cu₂O + 2SO₂

Cu₂S + Cu₂O → 2Cu + SO₂

Tembaga lepuh adalah tembaga yang mengandung gelembung gas SO₂ beku. Tembaga lepuh mengandung 98-99% Cu dengan berbagai jenis pengotor seperti besi, zink, perak, emas, dan platina.

Pemurnian tembaga dilakukan dengan elektrolisis. Tembaga lepuh digunakan sebagai anode, sedangkan tembaga murni digunakan sebagai katodenya. Elektrolit yang digunakan adalah larutan CuSO₄. Selama elektrolisis, Cu dipindahkan dari anode ke katode. Dengan menggunakan potensial tertentu, bahan pengotor dapat terpisah.

Tembaga adalah logam yang berwarna kuning merah dan tergolong logam yang kurang aktif. Dalam udara lembab, tembaga terkorosi secara perlahan-lahan. Mula-mula warnanya menjadi cokelat karena terbentuknya lapisan tipis CuO atau CuS. Lama kelamaan menjadi berwarna hijau karena terbentuknya tembaga karbonat basa, Cu₂(OH)₂CO₃. Hal seperti itu sering terlihat pada patung atau barang kerajinan yang terbuat dari tembaga atau perunggu.

Penggunaan utama tembaga adalah untuk kabel listrik. Selain itu, tembaga digunakan untuk membuat paduan logam seperti perunggu (Cu + Sn) dan kuningan (Cu + Zn). Perunggu banyak digunakan untuk perhiasan, senjata (seperti pisau dan tombak), lonceng, dan alat musik. Perunggu berwarna kuning cerah seperti emas, sehingga banyak digunakan untuk perhiasan.

Timah

Timah adalah logam yang berwarna putih perak, relatif lunak, tahan karat dan memiliki titik leleh yang rendah. Bijih timah yang terpenting adalah kasiterit (SnO2).

Sama seperti aluminium, timah juga mengalami oksidasi(korosi) pada permukaan. Lapisan oksida yang terbentuk menutupi seluruh permukaannya sehingga terlindung dari korosi selanjutnya. Jadi, sama seperti aluminium, timah juga tahan korosi

Penggunaan utama timah untuk melapisi besi dengan timah agar besi tidak mengalami korosi. Besi yang dilapisi timah disebut kaleng (tin palate). Bahan tersebut digunakan untuk berbagai hasil makanan dan minuman kalengan, kaleng cat, dan kaleng pelumas. Besi yang dilapisi timah (kaleng) ini tidak mengalami korosi selama lapisannya utuh (tidak tergores dan bocor). Akan tetapi, jika lapisannya ini tergores maka kaleng ini akan mengalami korosi dengan sangat cepat, sampai semua kaleng ini hancur. Hal ini memang dikehendaki agar kaleng yang sudah terpakai (bekas) akan hancur

Penggunaan Logam Timah

—   Kaleng (besi yang dilapisi timah)

—   Timah solder: ada tiga jenis timah solder, yaitu antimonial tin solder (95% Sn dan 5% Pb), tin silver solder (95% Sn dan 5% Ag) dan soft solder (70% Sn dan 30% Pb)

—   Perunggu (70-95% Cu, 1-25%Zn, dan 1-18%Sn)

—   Pewter (92% Sn, 6% Sb, dan 2% Cu) digunakan untuk perhiasan dan cinderamata

Penggunaan Senyawa Timah

—  Timah (II) klorida, SnCl2

—  Digunakan sebagai pereduksi dlam pembutan zat warna

—  Timah (II) flourida, SnF2

—  Digunakan dalam pasta gigi (odol) yang mengandung flourin untuk menguatkan gigi karena SnF₂ larut dalam air

Pengolahan Timah

—  Untuk memperoleh logam timah, bijih yang mengandung SnO2 mula – mula dipanggang sehingga kotorannya (S dan As) lepas, kemudian SnO2 murni direduksi dengan karbon:

—  SnO_2(s) + 2C_(s)à Sn_{(i) +} 2CO_(g)

Kromium

Kromium adalah logam yang sangat mengkilap, keras dan tahan karat. Sebagian besar, kromium digunakan untuk industri logam dan sisanya untuk refraktori( pelapis tahan panas bagi tanur bersuhu tinggi). Dalam industri, kromium terutama digunakan sebagai bahan campuran/ paduan dengan besi, nikel dan kobalt. Penambahan kromium memberikan kekuatan dan kekerasan serta sifat tahan karat pada paduan logam. Baja stainless steel mengandung 14 % kromium. Ditemukan pada tahun 1797 oleh Vauquelin, yang membuat logam khrom pada tahun berikutnya. Kromium adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Cr dan nomor atom 24. Khrom juga berwarna abu-abu, berkilau, keras sehingga memerlukan proses pemolesan yang cukup tinggi. Logam ini biasanya dihasilkan dengan mereduksi khrom oksida dengan aluminum. Kromium adalah 21 paling banyak unsur dalam kerak bumi dengan konsentrasi rata-rata 100 ppm. Senyawa Kromium terdapat di dalam lingkungan, karena erosi dari batuan yang mengandung kromium dan dapat didistribusikan oleh letusan gunung berapi. Rentang konsentrasi dalam tanah adalah antara 1 dan 3000 mg / kg, dalam air laut 5-800 μg / liter, dan di sungai dan danau 26 μg / liter dengan 5,2 mg / liter. Hubungan antara Cr (III) dan Cr (VI) sangat tergantung pada pH dan oksidatif sifat lokasi, tetapi dalam banyak kasus, Cr (III) adalah spesies dominan, meskipun di beberapa daerah di tanah air dapat mengandung sampai 39 μg dari total kromium dari 30 μg yang hadir sebagai Cr (VI).

Bijih utama khrom adalah khromit, yang ditemukan di Zimbabwe, Rusia, Selandia Baru, Turki, Iran, Albania, Finlandia, Republik Demokrasi Madagaskar, dan Filipina.

1. Kegunaan Krom

1.      Krom digunakan untuk mengeraskan baja, pembuatan baja tahan karat dan membentuk banyak alloy (logam campuran) yang berguna. Kebanyakan digunakan dalam proses pelapisan logam untuk menghasilkan permukaan logam yang keras dan indah dan juga dapat mencegah korosi(Cromium platting). Khrom memberikan warna hijau emerald pada kaca.

2. Industri refraktori menggunakan khromit untuk membentuk batu bata, karena khromit memiliki titik cair yang tinggi, pemuaian yang relatif rendah dan kestabilan struktur kristal.
   Beberapa senyawa kromium digunakan sebagai katalis. Misalnya Phillips katalis untuk produksi polietilen adalah campuran dari kromium dan silikon dioksida atau campuran dari krom dan titanium dan aluminium oksida. Kromium (IV) oksida (CrO 2) merupakan sebuah magnet senyawa
3. Kromium merupakan logam tahan korosi (tahan karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat. Dengan sifat ini, kromium (krom) banyak digunakan sebagai pelapis pada ornamen-ornamen bangunan, komponen kendaraan, seperti knalpot pada sepeda motor, maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas, emas yang dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih.
4. Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat.
   Kromium (IV) oksida digunakan untuk pembuatan pita magnetik digunakan dalam performa tinggi dan standar kaset audio.
5. Asam kromat adalah agen oksidator yang kuat dan merupakan senyawa yang bermanfaat untuk membersihkan gelas laboratorium dari setiap senyawa organik. Hal ini disiapkan dengan melarutkan kalium dikromat dalam asam sulfat pekat, yang kemudian digunakan untuk mencuci aparat. Kalium dikromat merupakan zat kimia reagen, digunakan dalam membersihkan gelas laboratorium dan sebagai agen titrating.

Pembuatan dan Manfaat Beberapa Unsur Non-Logam dan Senyawanya

1.      Karbon dan Senyawa Karbon

Grafit, intan, fuleren, dan karbon amorf adalah aloptrop karbon. Biasanya atom karbon membentuk empat ikatan dengan menggunakan empat elektron valensi yang dimilikinya.

a.       Grafit

Grafit berstruktur lapisan yang terdiri atas cincin atom karbon beranggotakan 6 yang mirip cincin benzen yang terkondensasi tanpa atom hidrogen (Gambar 4.4). Jarak karbon-karbon dalam lapisan adalah 142 pm dan ikatannya memiliki karakter ikatan rangkap analog dengan senyawa aromatik. Karena jarak antar lapisan adalah 335 pm dan lapis-lapis tersebut diikat oleh ikatan yang relatif lemah yakni gaya van der Waals, lapisan-lapisan ini dengan mudah akan saling menggelincir bila dikenai gaya. Hal inilah yang merupakan asal mula sifat lubrikasi grafit. Berbagai molekul, seperti logam alkali, halogen, halida logam, dan senyawa organik dapat menginterkalasi lapisan grafit dan membentuk senyawa interkalasi. Grafit memiliki sifat semi-logam, konduktivitasnya (10-3Ω cm paralel dengan lapisan dan hantarannya sekitar 100 kali lebih kecil dalam arah tegak lurus lapisan).

Dalam kehidupan sehari grafit digunakan sebagai anode dalam baterai, pensil, bahan kosmetik, bahan pelumas, dan komponen pembuatan komposit.

b.      Intan

Strukturnya disebut struktur intan (Gambar 4.5). Sel satuan intan terdiri atas 8 atom karbon dan setiap atom karbon berkoordinasi 4 berbentuk tetrahedral. Intan adalah zat terkeras yang dikenal, dengan kekerasan 10 Mhos. Intan dengan hantaran panas sangat tinggi walaupun secara listrik bersifat insulator. Walaupun dulunya sumber padatan yang berharga ini hanya yang terbentuk secara alami, intan industrial kini secara komersial banyak dihasilkan dengan proses pada suhu tinggi (1200o C atau lebih tinggi) dan tekanan tinggi (5 GPa atau lebih) dari grafit dengan katalis logam. Akhir-akhir ini, lapis tipis intan telah dibuat dengan pirolisis hidrokarbon pada suhu relatif rendah (sekitar 900oC) dan tekanan yang juga relatif rendah (sekitar 102 Pa), dan digunakan untuk penggunaan sebagai pelapis, dsb.

Dalam kehidupan sehari-hari. intan biasanya digunakan untuk perhiasan, pemotong kaca gerindra, dan mata bor, bubuk intan digunakan sebagai ampelas, dan untuk memoles benda yang sangat keras.

c.       Fuleren

Fuleren adalah nama generik untuk alotrop  karbon 3 dimensi, dengan molekul C60 yang berbentuk bola sepak merupakan contoh khas (Gambar 4.6). R. E. Smalley, H. W. Kroto dkk mendeteksi C60 dalam spektrum massa produk pemanasan grafit dengan laser pada tahun 1985, dan isolasi fuleren dari apa yang disebut jelaga “soot” dilaporkan pada 1991. Strukturnya adalah ikosahedral terpancung (di sudut-sudutnya) dan antar atom karbonnya ada karakter ikatan rangkap. Fuleren larut dalam pelarut organik, dalam benzen larutannya bewarna ungu. Biasanya, fuleren diisolasi dan dimurnikan dengan kromatografi. Berbagai riset dalam kereaktifan dan sifat fisik fuleren misalnya sifat superkonduktornya sangat populer. Selain C60, C70 dan karbon nanotube kini juga menarik banyak minat riset.

Penggunaan dullerene terutama di bidang nanoteknologi, yaitu sebagai penahan panas dan sebagai superkonduktor. Contoh: K₃C₆₀ yang didinginkan pada suhu 18K.

d.         Kabon monoksida(CO)

Karbon monoksida (CO) lebih di kenal karena sifatnya yang beracun dari pada kegunaannya. Gas ini dapat berikat denga haemoglobin dalam darah sehingga menghalangi fungsi utama darah sebagai pengakut oksigen. Gas CO tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa Karbon monoksida di udara berasa dari pembakaran tak sempurna dalam mesin kendaraan bermotor dan industri. Udara bersih praktis mengandung CO.

Berikut ini di berikan beberapa penggunaan CO

1.      Sebagai reduktor pada pengolahan berbagaijenis logam misalnya besi.

2.      Sebagai bahan baku untuk membuat methanol.

3.      Merupakan komponen dari berbagai jenis bahan baker gas,seperti gas air dan gas kokas.

e.       Karbon dioksida (CO^­­­₂)

Berbeda dengan CO, gas CO₂ tidak beracun.Akan tetapi ,jika kadarnya terlalu besar (10-20%) dapat membuat orang pingsan dan merusak system pernapasan. Karbon dioksida terdapat di udara dengan kadar sekitar 0,035%. Di dalam air karbon dioksida lebih mudah larut dalam air laut karena air laut sedikit bersifat basa, sedangkan CO₂ bersifat asam.

Beberapa penggunaan komersial karbon dioksida adalah sebagai berikut.

1.      Karbon dioksida padat yang di sebut es kering (dry ice) di gunakan sebagai pendingin (Karbon dioksida cair hanya terdapat pada tekanan lebih besar dari 5,3 atm).

2.      Untuk memadamkan kebakaran. Tabung pemadaman kebakaran berisi CO₂ cair dengan tekanan sekitar 60 atm.

3.      Untuk membuat minuman ringan (soft drink). Minuman seperti air soda, limun, dan lain-lain, mengandung CO₂ yang memberi rasa menyegarkan.

2.      Silikon dan Senyawa Silikon

a.       Silikon (Si)

Silikon dibuat dari campuran Silika dan Kokas yang dipanaskan dalam suatu tanur suhu 3000oC dengan Kokas sebagai reduktor.

SiO₂(l) + C(s) àSi(l) + 2CO(g)

Silikon ultramurni dibuat dari reaksi silikon biasa dengan klorin membentuk SiCl4 dan di reduksi dengan gas H2.

SiCl₄(g) + 2H(g) à Si(s) + 4HCl(g)

b.      Senyawa Silikon

Silikon banyak digunakan untuk membuat chip komputer, transisitor, dan sel surya. Senyawa silikon berupa silika dan silikat digunakan untuk membuat gelas, keramik, porselen, dan semen. Karborundum (SiC) digunakan untuk ampelas dan pelindung untuk pesawat ulang-alik terhadap suhu tinggi (1600^oC). Silika gel digunakan sebagai pengering dalam berbagai macam produk. Natrium silikat (Na₂SiO₃) digunakan untuk mengawetkan telur, sebagai perekat, dan filler pada detergen.

Dampak negatif unsur dan senyawa silicon

1.      Unsur Si dalam bentuk bubuk mudah terbakar.

2.      SiCl₄beracun bila terhisap.

3.      SiH₄mudah terbakar diudara.

3.   Nitrogen dan Senyawa Nitrogen

a.    Nitrogen.

Udara yang mengandung nitrogen mengalami proses pencairan udara, sehingga udara cair hanya mengandung argon, nitrogen, dan oksigen. Gas-gas tersebut dipisahkan melalui distilasi bertingkat dan didapatkan nitrogen berupa gas paling atas pada distilasi.

 Penggunaan Nitrogen.

1.      Untuk membuat Amonia (NH3)

2.      Untuk membuat atmosfer inert dalam industri makanan kemasan agar memperpanjang masa penggunaannya.

3.      Nitrogen cair digunakan sebagai pendingin.

Dampak Negatif Unsur dan Senyawa Nitrogen

1.      Unsur N mudah terbakar dan dapat mengakibatkan hujan asam.

2.      NO2 mengakibatkan keracunan bila terhisap.

3.      NO menyebabkan keracunan dan iritasi.

b.   Amonia (NH₃)

Amonia dibuat menurut proses Haber-Bosch dari gas Nitrogen dan Hidrogen.

N₂(g)    +   3H₂(g) à2NH₃(g)

Reaksi berlangsung pada suhu 550^oC dengan katalisator campuran serbuk besi, Al₂O₃, MgO, CaO, dan K₂O.

Amonia dapat dibuat dilabolatorium dari reaksi garam amonium (NH₄Cl, (NH₄)₂SO₄). Dengan basa kuat (NaOH, Ca(OH)₂).

(NH₄)₂SO₄   +   Ca(OH)₂ àCaSO₄   +   2NH₃   +   2H₂O.

Penggunaan Amonia:

1.     Bahan baku pada industri pupuk urea (CO(NH2)2) dan ZA ((NH4)2SO4).

2.     Sebagai pendingin pada pabrik-pabrik Es.

3.    Membuat senyawa Nitrogen (NH4Cl, HNO3, dan NH4NO3)

4.    Unsur membuat hidrazin (N2H4).

c.       Asam Nitrat

Asam nitrat adalah asam kuat yang bersifat korosif dan beracun dan terurai menjadi ion H+ dan ion NO₃- dalam air, persamaan reaksinya.

Asam nitrat biasa memiliki konsentrasi 68%. Larutan HNO3 dengan konsentrasi diatas 86% disebut sebagai asam nitrat berasap. Asam nitrat murni merupakan suatu cairan tidak berwarna yang dapat berubah menjadi merah kekuningan karena adanya oksida nitrogen terlarut dan berwarna merah pada suhu tinggi. HNO3 menjadi padatan putih berwarna pada suhu dibawah -41°C dan mendidih pada 83°C.

Asam nitrat merupakan oksidator yang kuat sehingga penanganannya harus berhati-hati. Bila mengenai anggota tubuh segera dicuci dengan air yang mengalir.

Campuran antara asam klorida pekat dan asam nitrat pekat dengan perbandingan 3:1 (misalnya 3 mL HCl dengan 1 mL HNO₃ atau 3L HCl dengan 1 L HNO₃) disebut aqua regia atau air raja karena dapat melarutkan logam mulia seperti emas dan platina. Aqua regia sangat tidak stabil, oleh sebab itu aqua regia baru dibuat ketika akan digunakan.

Asam nitrat merupakan oksidator yang kuat yang mudah melepaskan oksigen sehingga penyimpanannya harus ditempat tersendiri dan hindari bahan-bahan organik yang umumnya mudah terbakar. Dalam reaksi kimia bila konsentrasi tinggi, HNO₃ tereduksi menjadi NO₂ sedangkan pada konsentrasi rendah tereduksi menjadi NO.

1.      Asam nitrat digunakan sebagai bahan baku pembuatan berbagai bahan peledak, diantaranya trinitrotoluena atau TNT.

2.      Digunakan pula dalam proses pemurnian logam. Sebagai contoh platina, emas dan perak.

3.      HNO3 digunakan dalam proses desain barang-barang berbahan tembaga, perunggu dan kuningan.

4.      HNO3 digunakan pula untuk menghilangkan atau membersihkan peralatan proses dari kerak kalsium dan magnesium yang menempel di dalamnya.

4.      Fosforus dan Senyawa Fosforus

a.       Fosforus

Dalam tubuh manusia terdapat fosforus di antaranya nukleat yaitu DNA dan RNA yaitu senyawa yang bertanggung jawab dalam sintesis protein dan sifat genetik, senyawa yang berperan dalam pertukaran energi dalam sel, serta kalsium fosfat senyawa utama penyusun matriks tulang.

Unsur fosforus mepunyai beberapa bentuk alotropi (bentuk), yaitu fosforus putih dan fosforus merah. Fosforus putih berupa zat padat seperti liln berwarna putih, mencair pada 44 °C dan mendidih pada 280 °C. Fosforus putih sangat reaktif, terbakar sendiri bila tercampur dengan udara beracun, dan bercahaya dalam gelap. Fosforus merah juga merupakan zat padat lebih padat daripada fosforus putih, dan berwarna merah. Fosforus merah juga tidak terbakar jika bercampur udara kecuali dipanaskan hingga suhu 2500 °C, tidak bersifat racun dan tidak bercahaya dalam gelap. Fosforus putih dibuat dengan memanaskan batuan fosfat, pasir dan kokas. Fosforus merah dibuat dengan memanaskan fosfor putih pada suhu 2400 °C dalam atmosfir inert.

P₄ +5O₂àP₄O₁₀

P₄O₁₀+ 6H₂O à 4H₃PO₄

Penggunaan fosforus

a.   Sebagian besar fosforus putih digunakan untuk membuat asam phospat.

b.   Fosforus merah digunakan untuk membuat korek api jenis safety matches,  yaitu korek api biasa. Ada jenis korek api lain yang dapat dinyalakan di sembarang tempat asal kering dan sedikit kasar.

c.   Pembuatan aliase perunggu tertentu, campuran untuk bom asap, dan untuk membuat senyawa fosforus.

b.   Asam Fosfat

Asam Fosfat berupa cairan kental tak berwarna dan mudah larut dalam air. Secara komersial, asam fosfat dibuat dari reaksi batuan fosfat dengan asam sulfat.

            Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂SO₄+ 6H₂O à 2H₃PO₄ + ₃CaSO₄.2H₂O

Asam Fosfat digunakan untuk membuat pupuk super fosfat juga untuk membuat bahan penunjang dalam deterjen, bahan pembersih lantai, insektisida dan makanan hewan.

c.   Pupuk Super Fosfat

Fosforus termasuk unsur makro, yaitu unsur yang diperlukan tumbuhan dalam jumlah besar. Sementara itu, fosforus di alam terutama terdapat sebagai batuan fosfat yang tidak larut dalam air sehingga tidak dapat diserap tumbuhan. Oleh karena itu, batuan fosfat direaksikan dengan asam sulfat atau asam fosfat, dimana batuan fosfat diubah menjadi kalsium dihidrogenfosfat atau kalsium fosfat primer [Ca(H₂PO₄)₂] yang larut air.

            Ca₃(PO₄)₂ + 2H₂SO₄à2CaSO₄ + Ca(H₂PO₄)₂

            Ca₃(PO₄)₂ + 4H₃PO₄à3Ca(H₂PO₄)₂

Pupuk yang mengandung senyawa Ca(H₂PO₄)₂ disebut pupuk Super Fosfat karena mudah larut dalam air. Selain superfosfat, senyawa lain yang digunakan sebagai pupuk fosfat adalah ammonium fosfat sekunder, (NH₄)₂HPO₄.

d.   Natrium Tri Fosfat (Na₅P₃O₁₀)

Senyawa ini digunakan untuk bahan penunjang dalam detergen, yaitu untuk mengikat ion-ion kalsium / magnesium dari air sadah sehingga tidak mengganggu (mengendapkan) detergen. Salah satu akibat dari penggunaan senyawa fosfat ini adalah pencemaran air karena akan menyuburkan pertumbuhan eceng gondok dan 18 ganggang. Bila masa tumbuhan ini mati, reaksi pembusukannya akan menghabiskan oksigen terlarut sehingga kehidupan binatang air tidak dimungkinkan.

5.      Oksigen dan Ozon

a.       Oksigen (O₂)

Oksigen Dioksigen, O₂, adalah gas tak berwarna dan tak berbau (bp -183.0 ^oC) menempati 21% udara (% volume).  Karena atom oksigen juga komponen utama air dan batuan, oksigen adalah unsur yang paling melimpah di kerak bumi.  Walaupun unsur ini melimpah, oksigen dibuktikan sebagai unsur baru di abad ke-18.  Karena kini sejumlah besar oksigen digunakan untuk produksi baja, oksigen dipisahkan dalam jumlah besar dari udara yang dicairkan. 

b.      Ozon (O₃)

Ozon, O3, adalah alotrop oksigen dan merupakan gas tak stabil dengan bau yang mengiritasi.  Ozon adalah molekul bengkok terdiri dari tiga atom (bersudut 117^o) dan memiliki kereaktifan yang unik. Akhir-akhir ini ozon diketahui memiliki peran yang sangat penting dalam menyaring radiasi ultraviolet dari matahari yang membahayakan, dan memegang peranan penting dalam melindungi kehidupan di bumi dari kerusakan fotokimia. Kini jelas bahwa khlorofluorokarbon, yang sering digunakan sebagai refrigeran atau sebagai pembersih komponen elektronik, juga merusak lapisan ozon, dan aksi yang sesuai telah dilakukan dalam skala global untuk menanggulangi masalah lingkungan yang serius ini.

6.      Belerang dan Senyawa Belerang

a.       Belerang (S)

Deposit belerang dicairkan dengan mengalirkan air super panas. Belerang cair dipaksa keluar dengan memompakan udara panas, dan dibiarkan membeku. Selain itu, belerang berasal dari hasil desulfurisasi minyak bumi.

Penggunaan belerang adalah untuk pembuatan asam sulfat dan vulkanisasi karet pada industri ban kendaraan.

Dampak Negatif Unsur dan Senyawa Belerang:

1.       Unsur S mudah terbakar dan meledak.

2.       H2S beracun bahkan menyebabkan kematian.

3.       H2SO4 menyebabkan korosi dan luka bakar.

b.      Asam Sulfat (H₂SO₄)

Pembuatan asam sulfat ada 2 jenis yaitu dengan proses kamar timbal dan proses kontrak.

·         Pembuatan H2SO4 dengan proses kamar timbal (bilik menggunakan ruang reaktor dengan dinding timbal (Pb)). Proses pembakaran belerang dan direaksikan dengan NO2.

2S  +   2O₂    à   2SO₂

2SO₂   +   2NO₂   à   2SO₃   +   2NO

Gas SO3 dikamar timbal direaksikan dengan air membentuk H2SO4.

SO₃   +   H₂O   à  H₂SO₄

·         Pembakaran H2SO4 dengan proses kontak merupakan  sintesis belerang menjadi H₂SO₄ dengan katalis V₂O₅.

S   +   O₂   à   SO₂

2SO₂   +   O₂à  2SO₃

Gas SO₃dilarutkan dalam H₂SO₄ pekat.

SO₃   +   H₂S₄à  H₂S₂O₇.

Kemudian diencerkan dengan air untuk memperoleh H₂SO₄ dengan kadar 90-99 persen.

H₂S₂O₇   +   H₂O  à2H₂SO₄

Produksi H₂SO₄dengan proses kontak paling banyak digunakan dan menguntungkan.

Asam sulfat digunakan untuk industry pupuk dan detergen, membersihkan permukaan logam dalam electroplating, industri zat warna, bahan peledak, obat-obatan, pemurnian minyak bumi, dan untuk pengisi aki.

7.      Halogen dan Senyawa Halogen

a.       Fluorin dan Senyawa Fluorin

Fluor yang juga dikenal dengan nama fluorin merupakan unsur kimia yang berupa gas pada suhu kamar (25^oC), bewarna kuning kehijauan dan merupakan insur yang sangat reaktif juga dilambangkan dengan huruf F. Letaknya dalam tabel periodik adalah pada golongan VIIA dan periode 2, jadi dapat dikatakan bahwa terdapat pada kelompok unsur halogen. Nomor atomnya adalah 9, dengan massa atom relatifnya adalah 19 gr/mol. Titik leburnya adalah pada suhu -219,6^oC, sedangkan titik didihnya adalah pada suhu -188,13^oC. Flour merupakan unsur nonlogam yang paling elektronegatif, oleh sebab itu juga merupakan unsur yang paling reaktif. Jika didekatkan dengan bahan-bahan yang terbuat dari minyak dan gas maka akan dapat menimbulkan api. Fluor bersifat racun, korosif dan sangat berbau. Fluor pertama kali diisolasi oleh ilmuwan prancis yang bernama henri Moissan pada tahun 1886. Nama fluor pertama kali diambil dari kata fluo yang berarti mengalir dalam bahasa Latin. Fluor sangat reaktif sehingga jarang ditemukan dalam keadaan bebas, fluor biasa dijumpai berikatan dengan unsur atau senyawa lain, sehingga biasanya berbentuk dalam senyawa seperti fluorit , kriolit, dan apatit. Fluor yang berikatan dengan oksigen akan membentuk senyawa fluorida, yang terdapat dalam mineral yang terlarut dalam air sungai dan air laut.

Proses Pembuatan Fluor

Untuk mendapat unsur fluor yang murni sangat sulit, hal ini dikarenakan unsur flour ini adalah unsure yang bebas dan sangat reaktif. Namun tetap saja gas fluor dapat dibuat dengan cara elektrolisis dari leburan garam kalium florida (KF), dan asam flourida (HF). Sedangkan untuk memperoleh fluor cair dapat dilakukan dengan cara melewatkan gas fluor tersebut melalui sebuah tabung logam atau karet yang dikelilingi oleh udara cair. Asam hirofluorida juga dapat diperoleh dari pengolahan fluorit dengan asam belerang dan dipakai untuk mengelektrolitkan gas fluor.

            SiO₂ + 4HF àSiF₄ + 2H₂O

NaSiO₃+ 6HF à 2NaF + SiF₄ + 3H₂O

Banyak sekali manfaat yang dapat diperoleh dari unsur ini, diantaranya adalah pada:

Pada senyawa Klorofluorokarbon (CFC)

Senyawa klorofluorokarbon atau yang lebih dikenal denagn nama Freon ini, berupa cair ataupun gas dan tidak berbau ataupun beracun. Senyawa ini sering digunakan sebagai pendorong dalam produk penyemprot aerosol dan juga sering digunakan dalam pendingin pada lemari es atau pada AC. Namun sekarang ini penelitian membuktikan bahwa senyawa ini dapat merusak lapisan ozon (O3) di atmosfer, sehingga pengunaannya makin di kurangi.

Pada senyawa Politetra Flouretena (Teflon)

Politetra Flouretena adalah salah satu senyawa fluor dalam ikatan plastik yang lebih sering disebut sebagai teflon. Senyawa ini banyak digunakan pada industri automobil dan dapat digunakan sebagai pelapis pada bagian dalam panci dan sebagai peralatan masak lainnya.

selain itu organik fluor juga banyak berguna seperti pada cairan hidrokarbon yang mengandung fluor yang merupakan turunan dari petroleum yang dimanfaatkan dalam sebagai minyak pelumas yang sangat stabil. Selain itu senyawa Uranium heksafluorida berguna dalam proses difusi gas untuk bahan bakar pada reaktor nuklir atau bom atom. Asam hidrofluorida juga dapat digunakan untuk melukis kaca. Pemakaian senyawa fluor dalam kuantitas kecil, dapat membantu kerusakan pada gigi, oleh karena itu banyak pasta gigi yang ditambahkan senyawa ini. Namun apabila senyawa ini digunakan terlalu banyak maka dapat menyebabkan kerusakan pada email gigi.

b.      Klorin dan Senyawa Klorin

Dalam labolatorium klorin dibuat dengan mengoksidasi ion klorida dalam larutan asam dengan oksidator kuat seperti mangan dioksida (MNO2), atau kalium permanganat (KMNO4).

2NaCl   à   2Na   +   Cl2

2Na⁺   +   2Cl^-   +   2H₂O  à   2Na⁺   +   2OH^-    +   Cl₂   +   H₂

Kegunaan klorin dan senyawa klorin.

a.   Klorin digunakan untuk klorinasi hidrokarbon sebagai bahan baku industri plastik serta karet sintetik, pembuatan CCl4, dan C2H5Cl. Klorin juga digunakan untuk bahan TEL(suatu bahan aditif pada bensin).

b.   Natrium Klorida (NaCl) adalah senyawa klorin yang paling banyak kegunaannya terutama sebagai garam dapur.

c.   Hidro Karbon Klorida (HCl) adalah asam halida yang digunakan untuk membersihkan permukaan logam dari karat pada proses elektoplating dan juga untuk menetralkan sifat basa pada berbagai proses.

Pembuatan dan manfaat klorin.

a.         Reaksi kapur klor dengan asam sulfat: CaOCl2   +   H2SO4   à   CaSO4   +   Cl   +   H2O

b.         Oksidasi Cl- : MnO2   +   2H2SO4   +   2NaCl   à    MnSO4   +   Na2SO4   +   2H2O   +   Cl

Manfaat klorin.

a.   Untuk klorinasi hidrokarbon bahan baku industri plastik.

b.   Untuk pembuatan tetraklormetana.

c.   Pembuatan etil klorida (C2H5Cl).

d.   Sebagai bahan desinfektan dalam air minum.

e.   Sebagai pemutih pada industry kertas dan pulp.

c.   Bromine (Br)

Meskipun bromine hanya ada dalam konsentrasi yang rendah dalam air laut, namun bromine dapat diperoleh dari hasil oksidasi ion Br- oleh klorin.

2Br^-   +   Cl₂    à    Br₂   +   2Cl^-

Udara kemudian dialirkan ke air dan uap bromin. Udara didinginkan sehingga Br₂terkondensasi menjadi cairan. Dalam labolatorium, bromin dapat dibuat dengan oksidasi garam bromida oleh MnO₂ dalam larutan asam.

d.   Iodin dan Senyawa Iodin

Iodin adalah unsur non logam yang pada suhu kamar berupa zat padat yang berwarna hitam dan mudah menyublim. Uap iodin berwarna ungu. Iodin tergolong unsur halogen (VII A).

Satu-satunya tambang iodin di tanah air adalah simir iodin yang dikelola kimia farma yang terdapat di Watu Dakon, Jawa timur. Akan tetapi sumber ini hampir habis di eksploitasi. Penggunaaan unsur ini terutama untuk membuat obat.

Larutan iodin dalam alkohol dikenal sebagai iodin tinktur, digunakan sebagai bahan antiseptik. Iodin unsur juga digunakan dalam analisisi kimia untuk menunjukkan amilum. Yang berwarna ungu.

Salah satu senyawa iodin yang terpenting adalah NaI atau NaIO3 yang dicampurkan ke dalam garam dapur yang bermanfaat untuk mengatasi kekurangan iodin dalam tubuh. Kekurangan iodin dalam tubuh dapat menyebabkan gondok dan keterbelakangan mental. Perak iodida digunakan untuk membuat film atau kertas fotografi karena senyawa perak Iodida mudah terurai jika kena sinar.

e.   Pembuatan Halogen di Laboratorium

Di laboratorium, zat-zat kimia dibuat dalam jumlah seperlunya untuk digunakan eksperimen/praktikum dengan cara yang cepat dan alat yang sederhana. Klorin, bromin, dan iodine dapat dihasilkan dari oksidasi terhadap senyawa halida dengan oksidator MnO₂ atau KMnO₂ dalam lingkungan asam. Senyawa halide dicampurkan dengan MnO₂ atau KMnO₂ditambahkan H₂SO₄ pekat, kemudian dipanaskan. Reaksi yang berlangsung secara umum :

2X^- + MnO₂+ 4H+ → X₂ + Mn₂+ + 2H₂O

10X_- + 2MnO₄^-+ 16H+ → 5X₂ + 2Mn₂+ + 8H₂O

Senyawa klorin juga dapat dibuat dalam skala labooratorium dengan cara :

Proses Weldon

Dengan memanaskan campuran MnO2, H2SO4, dan NaCl

Reaksi : MnO₂+ 2H₂SO₄ + 2 NaCl → Na₂SO₄ + MnSO₄+ H₂O + Cl₂

Mereaksikan CaOCl₂dan H₂SO₄

CaOCl₂ + H₂SO₄→ CaSO₄ + H₂O + Cl₂

Mereaksikan  KMnO₄ dan HCl

KMnO₄ + HCl → 2KCl + MnCl₂ + 8H₂O + 5Cl₂

Sifat oksidator bromin yang tidak terlalu kuat. Dalam proses industri, bromine dibuat dengan cara mengalirkan gas klorin ke dalam larutan bromide.

Reaksi : Cl₂+ 2Br^- → Br₂ +2Cl^-

Dalam skala laboratorium, bromin dibuat dengan cara :

Mencampurkan CaOCl₂, H₂SO₄, dengan bromida.

CaOCl₂+ H₂SO₄ → CaSO₄ + H₂O + Cl₂

Cl² + 2Br^-→ Br₂ + 2Cl^-

Mencampurkan KMnO4 dan HBr pekat.

Mencampurkan bromide, H₂SO₄, dan MnO^­2.

Unsur iodine dapat dibuat dengan cara.

Dengan mereaksikan NaIO₃dan natrium bisilfit.

2NaIO₃ + 5N₄H₂SO₃→ 3NaHSO₄ + 2Na₂SO₄ + H2O + I₂

Dalam skala laboratorium pembuatan iodin analog dengan pembuatan bromin, hanya saja bromida diganti dengan iodida.

Senyawa HF dan HCl dapat dibuat juga di laboratorium dengan mereaksikan garam halide (NaF dan CaCl₂) dengan asam sulfat pekat dan dipanaskan sesuai dengan persamaan reaksiberikut :

2NaF + H₂SO₄→ Na₂SO₄ + 2HF

CaCl₂ + H₂SO₄→ CaSO₄ +2HC

Senyawa HI dan HBr tidak dapat dibuat seperti itu karena Br^- atau I^- akan dioksidasi oleh H2SO4.

2NaBr + H₂SO₄→ Na₂SO₃ + Br₂ + H₂O

MgI₂ + H₂SO₄→ MgSO₃ + I^­2 + H₂O

HBr dan HI biasanya dibuat dengan pereaksi H3PO4.

3NaBr +H₃PO₄→ Na₃PO₄ + 3HBr

3MgI₂ + 2H₃PO₄→ Mg₃(PO₄)₂ + 6HI

Contoh Soal

1. Apakah natrium dapat dibuat dari elektrolisis larutan NaCl? Jelaskan!

2. Sebutkan kegunaan utama dari:

a. Natrium,

b. Natrium klorida,

c. Natrium hidroksida,

d. Natrium karbonat,

e. Natrium bikarbonat.

3. Tulislah semua reaksi yang terjadi pada pengolahan magnesium dari air laut hingga diperoleh logam magnesium!

4. Sebutkan kegunaan utama logam magnesium.

5. Jelaskan proses pemurnian bauksit!

6. Apa fungsi kriolit pada pengolahan aluminium?

7. Mengapa aluminium tidak dibuat dari:

a. Elektrolisis lelehan aluminium klorida?

b. Elektrolisis larutan aluminium sulfat?

8. Sebutkan 3 hal yang menyebabkan pengolahan aluminium boros energi!

9. Sebutkan kegunaan utama logam aluminium!

10. Mengapa aluminium banyak digunakan dalam industri?