MAKALAH KIMIA

BAB I

PENDAHULUAN

A.     LATAR BELAKANG

Dewasa ini banyak terjadi kekeliruan dalam mengolah dan menggunakan unsur-unsur Sc (Skandium), Ti (Titanium), Mn (Mangan), Cr (Krom), dan V (Vanadium), sehingga banyak terjadi insiden yang tidak diinginkan. Disini penulis membahas tentang pengertian, sifat, karakteristik, dan tatacara pengolahan unsur Sc (Skandium), Ti (Titanium), Mn (Mangan), Cr (Krom), dan V (Vanadium), supaya tidak terjadi kesimpangsiuran lagi baik di dunia masyarakat maupun dunia pertambangan dans sebagai bahan dasar atau pengantar praktik kimia mengenai unsur-unsur Sc (Skandium), Ti (Titanium), Mn (Mangan), Cr (Krom), dan V (Vanadium), yang berhubungan erat dengan dunia pertambangan. Serta  untuk memenuhi nilai kimia dasar 2.

B.     TUJUAN

1.      Memberikan penjelasan kepada pembaca mengenai sifat-sifat unsur Sc (Skandium), Ti (Titanium), Mn (Mangan), Cr (Krom), dan V (Vanadium)

2.      Memberikan gambaran kepada pembaca akan peran unsur Sc (Skandium), Ti (Titanium), Mn (Mangan), Cr (Krom), dan V (Vanadium) dalam kehidupan

3.      Memberikan pengetahuan kepada pembaca akan keberadaan unsure Sc (Skandium), Ti (Titanium), Mn (Mangan), Cr (Krom), dan V (Vanadium) di Alam

4.      Memberikan informasi kepada pembaca tentang tatacara pengolahan unsur Sc (Skandium), Ti (Titanium), Mn (Mangan), Cr (Krom), dan V (Vanadium)

C.     RUMUSAN MASALAH

1.      Menjelaskan pengertian masing-masing unsur Sc (SKANDIUM), Ti (Titanium), Mn (MANGAN), Cr (KROM), dan V (VANADIUM) ?

2.      Menjelaskan bagaimana sifat dan karakteristik unsur Sc (SKANDIUM), Ti (Titanium), Mn (MANGAN), Cr (KROM), dan V (VANADIUM) ?

3.      Menjelaskan bagaimana keberadaan unsur Sc (SKANDIUM), Ti (Titanium), Mn (MANGAN), Cr (KROM), dan V (VANADIUM) di Alam?

4.      Menjelaskan bagaimana tatacara pengolahan unsur Sc (SKANDIUM), Ti (Titanium), Mn (MANGAN), Cr (KROM), dan V (VANADIUM) ?

D.     BATASAN MASALAH

Disini penulis hanya membahas hal – hal yang berkaitan dengan sifat-sifat, karakteristik, keberadaan, dan tetacara pengolahan unsur Sc (SKANDIUM), Ti (Titanium), Mn (MANGAN), Cr (KROM), dan V (VANADIUM). Selain dari pokok pembahasan di atas merupakan di luar dari wewenang penulis.

BAB II

PEMBAHASAN

1.   SKANDIUM (Sc)

A.     SEJARAH

           (Latin: scandia, Scandinavia). Mendeleev telah memprediksi keberadaan unsur ekaboron berdasarkan prinsip sistim periodik yang ditemukannya.Unsur ini diperkirakan memiliki berat atom antara 40 (kalsium) dan 48 (titanium).Elemen skandium ditemukan oleh Nilson pada tahun 1878 di dalam mineral-mineral euxenite dan gadolinite, yang belum pernah ditemukan dimanapun kecuali di Skandinavia.Dengan memproses 10 kg euxenite dan hasil sampingan mineral-mineral langka lainnya, Nilson berhasil memproduksi 2 gram skandium oksida murni. Ilmuwan-ilmuwan berikutnya kemudian menunjukkan bahwa skandium yang ditemukan Nilson sama dengan ekaboronnya Mendeleev.

B.     SIFAT-SIFAT

Skandium adalah logam perak-putih yang berubah warna menjadi kekuningan atau kemerahjambuan jika diekspos dengan udara.Elemen ini lunak dan lebih menyerupai itrium dan metal-metal langka lainnya ketimbang aluminium atau titanium.Ia ringan dan memiliki titik didih yang lebih tinggi daripada aluminium, menjadikannya bahan yang sangat diminati oleh perangcang pesawat antariksa. Skandium tidak terserang dengan campuran 1:1 HNO3 dan 48% HF.

a.      Sifat Fisika

1. Densitas                   : 3 g/cm3

2. Titik leleh                : 1812,2 K

3. Titik didih                : 3021 K

4. Bentuk (25°C)         : padat

5. Warna                      : putih perak

  Sifat Atomik

1. Nomor atom                        : 21

2. Nomor massa                       : 44,956

3. Konfigurasi electron            : [Ar] 3d1 4s2

4. Volume atom                       : 15 cm3/mol

5. Afinitas elektron                  : 18,1 kJ/mol

6. Keelektronegatifitasan         : 1,36

7. Energi ionisasi : - pertama    : 631 kJ/mol, kedua     : 1235 kJ/mol, ketiga   : 2389 kJ/mol

8. Bilangan oksidasi utama      : +3

9. Bilangan oksidasi lainnya    : +1, +2

10. Bentuk Kristal                    : Hexagonal Unit Cell

Pada keadaan padat scandium mempunyai struktur kristal hexagonal.

b.      Sifat Kimia Dan Reaksi Kimianya

Ø  Sifat kimia dari Skandium

·         Reaksi dengan air:

Ketika dipanaskan maka Skandium akan larut dalam air membentuk larutan yang terdiri dari ion Sc (III) dan gas hidrogen

2Sc(s) + 6H2O(aq)                   2Sc3+(aq) + 6OH-(aq) + 3H2(g)

·         Reaksi dengan oksigen

            Pada reaksi dengan udara atau pembakaran secara cepat maka akan membentuk scandium (III)oksida

4Sc(s) + 3O2(g)                       2Sc2O3(s)

·         Reaksi dengan halogen

Skandium sangat reaktif ketika bereaksi dengan semua unsur halogen membentuk trihalida

2Sc(s) + 3F2(g)                        2ScF3(s)

2Sc(s) + 3Cl2(g)                       2ScCl3(s)

2Sc(s) + 3Br2(l)                       2ScBr3(s)

2Sc(s) + 3I2(s)                         2ScI3(s)

·         Reaksi dengan asam

Skandium mudah larut dalam asam klrida untuk membentuk larutan yang mengandung ion Sc (III) dan gas hidrogen

 2Sc(s) + 6HCl(aq)                2Sc3+(aq) + 6Cl-(aq) + 3H2(g)

C.     KEBERADAAN DI ALAM

Skandium adalah unsur golongan IIIB yang berada pada periode 4.Skandium merupakan bagian dari unsur transisi.Skandium ditemukan oleh Lars Nilson pada tahun 1879 di Swedia.Skandium ditemukan dalam mineral euxenite, thortveitile, thortvetile dan gadoline di Skandinavia dan Madagaskar.Lars Fredik Nilson dan timnya tidak sadar tentang prediksinya pada sumber pada tahun 1879, yang menyelidiki logam yang terdapat sedikit di bumi.Dengan analisis spektra mereka menemukan unsur baru dalam mineral bumi. Mereka menamakan scandium dari bahasa Latin Scandia yang berarti Scandinavia dan dalam proses isolasi, mereka memproses 10 kg euxenite, menghasilkan sekitar 2 g scandium oksida murni (Sc2O3). Elemen ini diberi nama Skandium karena untuk menghormati Negara Skandinavia tempat ditemukannya unsure ini. Dmitri Mendeleev menggunakan periodik unsur tahun 1869 untuk memprediksikan keadaan dan sifat dari tiga unsur yang disebut ekaboron.Fischer, Brunger, dan Grinelaus mengolah scandium untuk pertama kalinya pada tahun 1937, dengan elektrolisis potassium, litium, dan scandium klorida pada suhu 700-800ºC.

D.     PROSES PENGOLAHAN

Salah satu bentuk senyawa yang ditemukan dalam unsure Skandium adalah Skandium Clorida (ScCl3), Logam juga dapat diperoleh melalui proses elektrolisis dengan reaksi sebagai berikut :

                                                2Sc (s) + 3 Cl3 (g) → 2ScCl3 (s)

elektrolisa ini berasal dari leburan dari potassium, lithium, scandium klorida pada suhu 700-800 0C. Penelitian ini dilakukan oleh Fischer, Brunger, Grieneisen.

E.     KEGUNAAN

Ø  Skandium Clorida (ScCl3), dimana senyawa ini dapat ditemukan dalam lampu halide, serat optic, keramik elektrolit dan laser.

Ø  Aplikasi utama dari unsure scandium dalah sebagai alloy alumunium-   skandium yang dimanfaatkan dalam industri aerospace dan untuk perlengkapan olahraga ( sepeda, baseball bats) yang mempunyai kualitas yang tinggi.

Ø  Aplikasi yang lain adalah pengunaan scandium iodida untuk lampu yang memberikan intensitas yang tinggi. Sc2O3 digunakan sebagai katalis dalam pembuatan Aseton

2.      KROM

A.     SEJARAH

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.

Kromium trivalen (Cr(III), atau Cr3+) diperlukan dalam jumlah kecil dalam metabolisme gulapada manusia. Kekurangan kromium trivalen dapat menyebabkan penyakit yang disebutpenyakit kekurangan kromium (chromium deficiency).

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.

Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat.

B.     CIRI-CIRI DAN SIFAT

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).

C.     KEBERADAAN DI ALAM

Bijih utama khrom adalah khromit, yang ditemukan di Zimbabwe, Rusia, Selandia Baru, Turki, Iran, Albania, Finlandia, Republik Demokrasi Madagaskar, dan Filipina. Logam ini biasanya dihasilkan dengan mereduksi khrom oksida dengan aluminum.

D.     PROSES PEMBUATAN

          Logam krom dapat di buat menurut proses Goldschmidt, yaitu mereduksi Cr2O3 dengan Aluminium ( proses aluminothermy )

Persamaan reaksinya:

          Cr2O3(S)    +       2 Al(S)              Al2O3(S)    +       2Cr(S)

E.     KEGUNAAN

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. Khrom memberikan warna hijau emerald pada kaca.

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

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.

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.

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.Natrium dikromat kadang-kadang digunakan karena lebih tinggi kelarutan (5 g/100 ml vs 20 g/100 ml masing-masing). Kalium dikromat merupakan zat kimia reagen, digunakan dalam membersihkan gelas laboratorium dan sebagai agen titrating.

3.      MANGAN (Mn)

A.     SEJARAH

Dalam tabel periodik unsur kimia, Mangan memiliki lambang Mn dengan nomor atom 25. Unsur kimia adalah zat kimia yang tidak dapat dapat diubah menjadi zat kimia lain dengan cara biasa dan tidak dapat dipisah menjadi zat yang lebih kecil. Unsur-unsur kimia dalam bentuk tabel ditampilkan dalam bentuk tabel periodik unsur-unsur kimia.Nomor atom adalah angka yang menunjukkan jumlah proton dalam inti atom.Yang berarti bahwa Mangan memiliki 25 jumlah proton dalam inti atomnya.

Mangan ditemukan sebagai unsur bebas dalam sifat dasarnya dan sering dicampur dengan besi, seperti mineral-mineral lainnya.Sebagai unsur bebas, Mangan adalah logam yang penting dalam penggunaan dengan campuran logam-logam industri, terutama di dalam baja-baja anti karat.  Mangan pertama kali dikenali oleh Scheele, Bergman dan ahli lainnya sebagai unsur dan diisolasi oleh Gahn pada tahun 1774, dengan  mereduksi mangan dioksida dengan karbon.

B.     SIFAT-SIFAT

•           Simbol: Mn

•           Radius Atom: 1.35 Å

•           Volume Atom: 7.39 cm3/mol

•           Massa Atom: 54.938

•           Titik Didih: 2235 K

•           Radius Kovalensi: 1.17 Å

•           Struktur Kristal: bcc

•           Massa Jenis: 7.44 g/cm3

•           Konduktivitas Listrik: 0.5 x 106 ohm-1cm-1

•           Elektronegativitas: 1.55

•           Konfigurasi Elektron: [Ar]3d5 4s2

•           Formasi Entalpi: 14.64 kJ/mol

•           Konduktivitas Panas: 7.82 Wm-1K-1

•           Potensial Ionisasi: 7.435 V

•           Titik Lebur: 1518 K

•           Bilangan Oksidasi: 7,6,4,2,3

•           Kapasitas Panas: 0.48 Jg-1K-1

•           Entalpi Penguapan: 219.74 kJ/mol

Mangan berwarna putih keabu-abuan keperakan logam menyerupai besi, dengan sifat yang keras tapi rapuh. Sulit untuk melebur tapi mudah untuk mengoksidasi, dan ion logam Mangan umum nya adalah paramagnetik .

Mangan sangat reaktif secara kimiawi, dan terurai dengan air dingin perlahan-lahan. Mangan digunakan untuk membentuk banyak alloy yang penting. Dalam baja, mangan meningkatkan kualitas tempaan baik dari segi kekuatan, kekerasan,dan  kemampuan pengerasan.

Dengan aluminum dan bismut, khususnya dengan sejumlah kecil tembaga, membentuk alloy yang bersifat ferromagnetik. Logam mangan bersifat ferromagnetik setelah diberi perlakuan.Logam murninya terdapat sebagai bentuk allotropik dengan empat jenis. Salah satunya,  jenis alfa, stabil pada suhu luar biasa tinggi; sedangkan mangan jenis  gamma, yang berubah menjadi alfa pada suhu tinggi, dikatakan fleksibel, mudah dipotong dan ditempa.

Mangan termasuk golongan transisi yang merupakan logam berwarna putih abu-abu yang penampilannya serupa dengan besi tuang.Memiliki titik lebur yang tinggi kira-kira 1250 °C.Ia bereaksi dengan air hangat membentuk mangan (II) hidroksida dan hidrogen. Cahaya photogenerasi pada Mn(CO)4L radikal (L= CO, L) dari 1,2-diax-Mn2(CO)5L2 kehadiran halida organik atau campuran fisik dari Mn2(CO)3L2. (L = PR3) dan solusi halida organik hasil Mn(CO)5-yLyX sebagai hasil satu-satunya.

Tingkat oksidasi tertinggi bagi mangan sesuai dengan jumlah total elektron 3d dan 4s, tetapi hanya terjadi dalam senyawa okso MnO4-, Mn2O7, dan MnO3F.Senyawa-senyawa ini menunjukkan beberapa kemiripan dengan senyawa halogen yang sesuai.Mangan relatif melimpah, dan terdapat dalam banyak deposit, terutama oksida, oksida hidrat, atau karbonat.Logam dapat diperoleh daripadanya atau dari Mn3O4 yang didapat dengan memanggangnya, melalui reduksi dengan Al. Mangan cukup elektropositif, dan mudah melarut dalam asam bukan pengoksidasi.

Selain titik cairnya yang tinggi, daya hantar listrik merupakan sifat-sifat mangan yang lainnya.Selain itu, mangan memiliki kekerasan yang sedang akibat dari cepat tersedianya elektron dan orbital untuk membentuk ikatan logam.

Konfigurasi elektron Mn adalah (Ar) 3d5 4s2 dengan menggunakan 2 elektron 4s dan kemudian kelima elektron 3d yang tidak berpasangan. Mn mempunyai bilangan oksidasi antara +2 sampai +7.Reaksi kimia yang penting dari senyawa mangan adalah reaksi oksidasi dan reduksi.

Enam oksida mangan dikenal orang MnO, Mn2O, MnO2, MnO3, Mn2O7 dan Mn3O4. Lima dari oksida ini mempunayai keadaaan oksidasi masing-masing +2, +3, +4, +5 dan +7, sedangkan yang terakhir Mn3O4, merupakan mangan (II) okisda, (MnO, Mn2O3).

Sumber utama senyawa mangan adalah MnO2.Jika MnO2 dipanaskan dengan penambahan alkali dan zat pengoksidasi, garam permanganat dapat terbentuk.

3MnO2 + 6KOH + KClO3 3K2MnO4 + KCl + 3H2O

            K2Mn4 diekstraksi dari bahan campuran dalam air dan dapat dioksidasi menjadi KMnO4 (misalnya dengan Cl2 sebagai zat pengoksidasi). Alternatif lain, jika MnO4 diasamkan dihasilkan MnO4-. KMnO4 merupakan zat pengoksida yang penting. Untuk analisa kimia biasanya digunakan pada larutan asam, dimana senyawa tersebut direduksi menjadi Mn2+ .

Kation mangan (II) diturunkan dari mangan (II) oksida. Ia membentuk garam-garam tak berwarna, meskipun jika senyawa itu mengandung air kristal dan terdapat dalam larutan, warnyanya agak merah jambu, ini disebabkan oleh adanya ion heksa kuomanganat (II) (MnO(H2O)6)2+ ion mangan (III) tidak stabil, tetapi ada kompleks yang mengandung mangan dalam keadaan oksidasi +3 dikenal orang. Mudah direduksi menjadi ion mangan (II).Senyawa mangan (II) dengan kekecualian mangan (IV) oksida adalah tidak stabil, karena ion mangan (IV) ini mudah direduksi menjadi mangan (II).Senyawa mangan (VI) stabil dalam larutan basa dan berwarna hijau.Pada penetralannya tejadi reaksi disproporsionasi, tebentuk endapan mangan dikosida dan ion manganat (VII) atau permanganat.Jika mangan (VI) oksida diolah dengan asam, terbentuk ion-ion mangan (II).Senyawa mangan (VII) mengandung ion manganat (VII) atau permangantat MNO4-.Permanganat alkali adalah senyawa yang stabil yang menghasilkan larutan warna lembayung.Semuanya merupakan zat pengoksidasi yang kuat.

Mangan mempunyai warna putih-kelabu dan menyerupai besi. Mangan berkilap metalik sampai submetalik, kekerasan 2 – 6, berat jenis 4,8, reniform, massif, botriodal, stalaktit, dan kadang-kadang berstruktur radial dan berserat. Mangan adalah logam keras dan sangat rapuh, bisa dileburkan dan disatukan walaupun sulit, tetapi sangat mudah untuk mengoksid mangan.Logam mangan dan ion-ion biasa beliau mempunyai daya magnet yang kuat.

Reaksi kimia:

1. Reaksi Dengan Air

Mangan bereaksi dengan air dapat berubah menjadi basa secara perlahan dan gas hidrogen akan dibebaskan sesuai reaksi:

Mn(s) + 2H2O → Mn(OH)2 +H2

2. Reaksi Dengan Udara

Logam mangan terbakar di udara sesuai dengan reaksi:

3Mn(s) + 2O2 → Mn3O4(s)

3Mn(s) + N2 → Mn3N2(s)

3. Reaksi Dengan Halogen

Mangan bereaksi dengan halogen membentuk mangan (II) halida, reaksi:

Mn(s) +Cl2 → MnCl2

Mn(s) + Br2 → MnBr2

Mn(s) + I2 → MnI2

Mn(s) + F2 → MnF2

Selain bereaksi dengan flourin membentuk mangan (II) flourida, juga menghasilkan mangan (III) flourida sesuai reaksi:

2Mn(s) + 3F2 → 2MnF3(s)

4. Reaksi Dengan Asam

Logam mangan bereaksi dengan asam-asam encer secara cepat menghasilkan gas hidrogen sesuai reaksi:

Mn(s) + H2SO4 → Mn2+(aq) + SO42-(aq) + H2(g)

Reaksi ion mangan(II) dalam larutan:

Ion yang paling sederhana dalam bentuk mangan dalam larutan adalah ion heksaaquomangan(II) – [Mn(H2O)₆]^2+.

Reaksi ion heksaaquomangan(II) dengan ion hidroksida:

Ion hidroksida (dari, katakanlah, larutan natrium hidroksida) dapat menghilangkan ion hidrogen dari ligan air dan kemudian melekat pada ion mangan. Setelah ion hidrogen dihilangkan dari dua molekul air, kamu akan memperoleh kompleks tidak bermuatan – kompleks netral. Kompleks netral ini tidak larut dalam air dan terbentuk endapan.

Dalam tabung reaksi, perubahan warna yang terjadi adalah:

Saya dapat menunjukkan bahwa larutan aslinya berwarna merah muda yang pucat sekali (warna merah muda paling pucat yang bisa saya hasilkan!), tetapi pada faktanya larutan tersebut sebenarnya tidak berwarna. Endapan coklat pucat di oksidasi menjadi mangan(II) oksida yang berwarna coklat lebih gelap pada saat bersentuhan dengan oksigen dari udara.

Reaksi ion heksaaquomangan(II) dengan larutan ammonia:

Amonia dapat berperan sebagai basa maupun sebagai ligan.Pada kasus ini, pada konsentrasi laboratorium yang biasa, amonia berperan sebagai basa – dapat menghilangkan ion hidrogen dari kompleks aquo.

Sekali lagi, saya dapat menunjukkan larutan asli sebagai larutan berwarna merah muda paling pucat yang dapat saya hasilkan, tetapi pada faktanya larutan tersebut sebenarnya tidak berwarna. Endapan coklat pucat di oksidasi menjadi mangan(II) oksida yang berwarna coklat lebih gelap ketika bersentuhan dengan oksigen dari udara. Tidak terlihat perbedaan bentuk reaksi antara reaksi tersebut dengan reaksi yang terakhir.

C.     KETERSEDIAAN DI ALAM

Mangan ditemukan di alam dalam bentuk:

Pyrolusite (MnO2)

Brounite (Mn2O3)

Housmannite (Mn3O4)

Mangganite (Mn 2O3.H2O)

Psilomelane [(BaH2O)2.Mn5O10]

Rhodochrosite (MnCO3)

Di Indonesia, mangan telah ditemukan sejak 1854, yaitu terdapat di Karangnunggal, Tasikmalaya (Jabar) tetapi baru dieksploitasi pada tahun 1930.daerah-daerah lain yang mempunyai potensi mangan adalah Kulonprogo (Yogya), pegunungan karang bolong (Kedu Selatan), Peg. Menoreh (magelang), Gunung Kidul, Sumatera Utara Pantai Timur, aceh, dll

D.     PEMBUATAN

Mangan diperoleh dengan ekstraksi oksida-oksidanya dari tambang bijihnya. Prosesnya ada beberapa cara antara lain:

1. Reduksi dengan karbon

Oksida mangan yang telah diekstraksi dicampur dengan karbon lalu dipanaskan, sehingga terjadi reaksi:

Mn3O4 + 4C → 3Mn + 4CO

MnO +2C → Mn + 2CO

2. Proses alumino thermic

Bijih dicuci dengan mengalirkan air dan dipanggang dengan dialiri udara lalu dipanaskan terus sampai pijar(merah) dimana MnO2 akan berubah menjadi Mn3O4

MnO2 → Mn3O4 + O2

Oksida yang terbentuk dicampur dengan bubuk aluminium dalam krus, lalu ditimbuni dengan bubuk magnesium dan barium peroksida. Reduksi terjadi dalam pemanasan

3Mn3O4 + 8Al → 4Al2O3 + 9Mn

3. Metode Elektrolisa

Mangan secara besar-besaran diprodiuksi dengan cara ini:

Bijih digiling dan dipekatkan dengan proses gravity. Bijih yang sudah dipekatkan dipanggang (elumino proses) sampai terbentuk Mn3O4

Mn3O4 diubah menjadi MnSO4

Mn3O4 dipanaskan bersama H2SO4 encar maka terbentuk MnSO4 (larut) dan MnO2 (tak larut). MnO2 dapat dipijarkan lagi menjadi Mn3O4 dan proses diulang seperti diatas.

Elektrolisa larutan MnSO4 dielektrolisa menggunakan katoda merkuri.Mangan dibebaskan pada katoda ini membentuk amalgam. Selanjutnya amalgam didestilasi dimana Hg akan menguap lebih dulu dan tinggal mangan.

E. KEGUNAAN UNSUR MANGAN

1.   Penggunaan Mangan Dalam Produksi Baja

Kegunaan mangan yang paling penting adalah dalam produksi baja, dan untuk keperluan ini biasanya digunakan campuran besi mangan, yaitu feromangan.Feromangan diproduksi dengan mereduksi campuran besi dan oksida mangan dengan karbon. Bijih mangan yang paling utama adalah pirolisit, MnO2

MnO2 + Fe2O3 + 5C Mn + 2Fe + 5CO

Pada produksi baja, Mn berpartisipasi pada pemurnian besi melalui reaksi dengan belerang dan oksigen dan memindahkannya melalui pembentukan kerak. Fungsi yag lain adalah untuk meningkatkan kekerasan baja. Baja mengandung Mn dengan proporsi yang besar, sangat keras dan tahan lama, digunakan sebagai kereta api dan mesin-mesin buldoser.

2. Penggunaan Kalium Manganat (Vii) Sebagai Agen Pengoksidasi Dalam Kimia Organik

Kalium manganat(VII) biasa digunakan dalam larutan netral atau larutan yang bersifat basa dalam kimia organik. Pengasaman kalium manganat(VII) cenderung untuk lebih meningkatkan kekuatan destruktif agen pengoksidasi, memecah ikatan-ikatan karbon-karbon.

Larutan kalium manganat(VII) biasa dibuat sedikit basa dengan larutan natrium karbonat, dan perubahan warna yang khas adalah sebagai berikut:

3. Pada Pengujian Untuk Ikatan Rangkap C=C

Kalium manganat(VII) mengoksidasi ikatan rangkap karbon-karbon, dan berlangsung melalui perubahan warna diatas.

Etana, sebagai contoh, di oksidasi menjadi etana-1,2-diol.

Oksigen dalam tanda kurung persegi berarti ”oksigen dari agen pengoksidasi”.Ini merupakan singkatan dari persamaan yang banyak digunakan dalam kimia organik.Kamu pasti sangat tidak menyukai untuk menulis persamaan ion yang lengkap untuk reaksi tersebut pada tingkatan ini.

Sejujurnya, pengujian ini bukanlah suatu tes yang baik untuk ikatan rangkap karbon-karbon, karena semua yang mengalami reduksi dapat memiliki efek yang sama pada larutan kalium manganat(VII). Akan tetapi, kamu dapat menggunakan reaksi sederhana ini sebagai cara untuk membuat diol.

Pada Oksidasi Rantai Cabang Aromatik

Larutan kalium menganat(VII) yang bersifat basa mengoksidasi semua rantai cabang yang melekat pada pada cincin benzen menjadi satu grup -COOH. Pemanasan yang lama sangat diperlukan pada tahap ini. Sebagai contoh:    

Pada kasus rantai cabang etil, kamu juga akan memperoleh karbon dioksida. Dengan rantai cabang yang lebih panjang, kamu dapat memilah campuran produk yang lain – tetapi pada tiap kasus, produk utama adalah asam benzoat.

4. Penggunaan kalium manganat(VII) sebagai agen pengoksidasi dalam titrasi                

Larutan kalium manganat(VII) digunakan untuk menentukan konsentrasi semua agen pengoksidasi yang dipilah. Kalium manganat(VII) selalu digunakan dalam larutan asam.

Sebagai contoh, kalium manganat(VII) mengoksidasi

•           Ion besi(II) menjadi ion besi(III)

Fe2+ → Fe3+ + e-

•           Larutan hidrogen peroksida menjadi oksigen

H2O2 → O2 + 2H+ + 2e-

•           Asam etandioat (asam oksalat) menjadi karbon dioksida (reaksi ini berlangsung dalam kondisi panas).

•           Ion sulfit (ion sulfat (IV)) menjadi ion sulfat (ion sulfat(VI))

Pada setiap kasus, persamaan setengah reaksi untuk ion manganat(VII) daalm larutan asam adalah:

Persamaan tersebut dapat digabungkan untuk memberikan kamu persamaan ion secara keseluruhan untuk setiap kemungkinan reaksi.Hal ini, tentunya, juga memberikan kepada kamu suatu perbandingan reaksi.

Sebagai contoh, ketika persamaan digabungkan, kamu menemukan bahwa 1 mol ion MnO4- bereaksi dengan 5 mol ion Fe2+. Melalui informasi yang diperoleh tersebut, perhitungan titrasi sama seperti yang lain.

5. Melakukan titrasi

Larutan kalium manganat(VII) selalu dimasukkan ke dalam buret, dan larutan yang lain ditempatkan dalam labu yang diasamkan dengan asam sulfat encer terlebih dahulu.

Larutan kalium manganat(VII) menetes kedalam labu dan menjadikannya tidak berwarna. Titik akhir adalah warna merah muda permanen yang muncul pertama kali dalam larutan yang menunjukkan adanya sedikit ion manganat(VII) berlebih.

4.      TITANIUM

Titanium adalah sebuah unsur kimia dalamtabel periodik yang memiliki simbol Ti dan nomor atom 22. Titanium digunakan dalam alloy kuat dan ringan (terutama denganbesi dan aluminum) dan merupakan senyawa terbanyaknya, titanium dioksida, digunakan dalam pigmen putih. Titanium dihargai lebih mahal daripada emas karena sifat-sifat logamnya.

A.     SEJARAH

(Latin: titans, anak pertama bumi dalam mitologi romawi) Ditemukan oleh Gregor di tahun 1791 dan dinamakan oleh Klaproth di tahun 1795. Titanium yang tidak murni dipersiapkan oleh Nilson dan Pettersson di tahun 1887, tetapi unsur yang murni tidak dibuat sampai pada tahun 1910 oleh Hunter dengan cara memanaskan TiCl4 dengan natrium dalam bom baja.

B.     CIRI-CIRI DAN SIFAT

Titanium adalah logam transisi bewarna putih keperakan, yang bersifat ringan dan kuat dan mempunyai lambang kimia Ti. Selain itu, titanium juga memiliki massa jenis yang rendah, keras tahan karat, dan mudah diproduksi. Titanium tidak larut dalam larutan asam kuat, tidak reaktif diudara karena memilki lapisan oksida dan nitrida sebagai pelindung.Logam ini tahan pengikisan 20 kali lebih besar daripada logam campuran tembaga nikel. Batu permata titania lebih tampak cemerlang dari intan apabila dipotong dan dipoles dengan baik. Pada sistem periodik terletak pada golongan IVB dan periode 4.nomor atam titanium adalah 22 dengan massa atom relatifnya adalah 47,88 gr/mol. Titanium memiliki titik lebur 1.660oC dan titik didih 3.287oC. Titanium pertama kali ditemukan oleh William Gregor kimiawan Inggris pada tahun 1791, yang kemudian diberi nama oleh Martin Heinrich Klaproth pada tahun kimiawan Jerman 1795. Titanium banyak dijumpai hampir semua batuan.Selain banyak ditemui dalam bentuk bijih mineral, titanium juga banyak terdapat dalam batuan meteorit.Titanium juga merupakan unsur kesembian terbanyak didalam kerak bumi.

C.     KEBERADAAN DI ALAM

Titanium ditemukan di meteor dan di dalam matahari. Bebatuan yang diambil oleh misi Apollo 17 menunjukkan keberadaan TiO2 sebanyak 12,1%. Garis-garis titanium oksida sangat jelas terlihat di spektrum bintang-bintang tipe M. Unsur ini merupakan unsur kesembilan terbanyak pada kerak bumi. Titanium selalu ada dalam igneous rocks (bebatuan) dan dalam sedimen yang diambil dari bebatuan tersebut. Ia juga terdapat dalam mineral rutile, ilmenite dan sphene dan terdapat dalam titanate dan bijih besi. Titanium juga terdapat di debu batubara, dalam tetumbuhan dan dalam tubuh manusia. Logam ini hanya dikutak-kutik di laboraturium sampai pada tahun 1946, Kroll menunjukkan cara memproduksi titanium secara komersil dengan mereduksi titanium tetraklorida dengan magnesium. Metoda ini yang dipakai secara umum saat ini. Selanjutnya logam titanium dapat dimurnikan dengan cara medekomposisikan iodanya.

D.     PROSES PEMBUATAN TITANIUM

Titanium dialam terdapat dalam bentuk bijih seperti rutil (TiO2) dan ilmenit ( FeTiO3). Walau melimpah dibumi, namun untuk mendapatkan unsur ini membutuhkan proses yang panjang dan dengan biaya yang mahal. Salah satu metode yang digunakan dalam proses pembuatan titanium adalah Metode Kroll yang banyak menggunakan klor dan karbon. Hasil reaksinya adalah titanium tetraklorida yang kemudian dipisahkan dengan besi triklorida dengan menggunakan proses distilasi. Senyawa titanium tetraklorida, kemudian direduksi oleh magnesium menjadi logam murni.Udara dikeluarkan agar logam yang dihasilkan tidak dikotori oleh unsur oksigen dan nitrogen.Sisa reaksi adalah antara magnesium dan magnesium diklorida yang kemudian dikeluarkan dari hasil reaksi menggunakan air dan asam klorida sehingga meninggalkan spons titanium. Spon ini akan mencair dibawah tekanan helium atau argon yang pada akhirnya membeku dan membentuk batangan titanium murni

E.     KEGUNAAN

Ø  Militer. Oleh karena kekuatannya, unsur ini digunakan untuk membuat peralatan perang (tank) dan untuk membuat pesawat ruang angkasa.

Ø  Industri. Beberapa mesin pemindah panas (heat exchanger)dan bejana bertekanan tinggi serta pipa-pipa tahan korosi memakai bahan titanium.

Ø  Kedokteran. Bahan implan gigi, penyambung tulang, pengganti tulang tengkorak, struktur penahan katup jantung.

Ø  Mesin. Material pengganti untuk batang piston.

5.      VANADIUM

Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalamtabel periodik yang memiliki lambang V dannomor atom 23. Salah satu senyawa yang mengandung vanadium antara lain vanadium pentaoksida (V2O5).

A.  SEJARAH

Vanadium ditemukan pertama kali oleh del Rio pada tahun 1801. Sayangnya, seorang ahli kimia Perancis dengan salah menyatakan bahwa unsur baru del Rio hanyalah krom yang tidak murni. Del Rio pun menyangka dirinya salah dan menerima pernyataan ahli kimia Perancis itu. Unsur ini akhirnya ditemukan ulang pada tahun 1830 oleh Sefstrom, yang menamakan unsur itu untuk memuliakan dewi Skandinavia, Vanadis, karena aneka warna senyawa yang dimilikinya.

B.  PROSES PEMBUATAN

Vanadium berhasil diisolasi hingga nyaris murni oleh Roscoe, pada tahun 1867 dengan mereduksi garam kloridanya dengan hidrogen. Vanadium tidak dapat dimurnikan hingga kadar 99.3% – 99.8% hingga tahun 1922.

Produksi vanadium sekitar 80% digunakan untuk pembuatan baja. Dalam penggunaannya vanadium dibentuk sebagai logam campuran besi. Fero vanadium mengandung 35% - 95% vanadium. Ferrovanadium dihasilkan dengan mereduksi V₂0₅ dengan pereduksi campuran silicon dan besi. SiO₂ yang dihasilkan direaksikan dengan CaO membentuk kerak CaSiO_3(l). reaksinya sebagai berikut.

2 V₂0_5(s) + 5Si_(s)                { 4V_(s) + Fe_(s) } + 5 SiO_2(s)

SiO_2(s) + CaO_(s)                          CaSiO₃

 Kemudian ferrovanadium dipisahkan dengan CaSiO₃.

C.  KEBERADAAN DI ALAM

Vanadium ditemukan dalam 65 mineral yang berbeda, di antaranya karnotit, roskolit, vanadinit, dan patronit, yang merupakan sumber logam yang sangat penting.Vanadium juga ditemukan dalam batuan fosfat dan beberapa bijih besi, juga terdapat dalam minyak mentah sebagai senayawa kompleks organik.Vanadium juga ditemukan dalam sedikit dalam batu meteor.Produksi komersial berasal dari abu minyak bumi dan merupakan sumber Vanadium yang sangat penting.Kemurnian yang sangat tinggi diperoleh dengan mereduksi vanadium triklorida dengan magnesium atau dengan campuran magnesium-natrium. Sekarang, kebanyakan logam vanadium dihasilkan dengan mereduksi V2O5 dengan kalsium dalam sebuah tabung bertekanan, proses yang dikembangkan oleh mckenie dan Seybair.

D.  KEGUNAAN

 Vanadium banyak digunakan dalam industri-industri seperti :

a.       Untuk membuat peralatan yang membutuhkan kekuatan dan kelenturan yang tinggi seperti per mobil dan alat mesin berkecepatan tinggi,

b. Untuk membuat logam campuran,

c.       Oksida vanadium (V₂O₅) digunakan sebagai katalis dalam pembuatan asam sulfat dengan proses kontak.

d.      Umumnya digunakan untuk paduan dengan logam lain seperti baja tahan karat dan baja untuk peralatan berat karena sifatnya merupakan logam putih terang, relatif lunak dan liat, tahan terhadap korosif, asam, basa, dan air garam.

e.       V₂O₅ digunakan sebagai katalis pada proses pembuatan asam sulfat dan digunakan sebagai reduktor.

BAB III

PENUTUP

A.     KESIMPULAN

B.     SARAN

Tweet

Subscribe to receive free email updates: