Makalah Kimia Unsur Logam dan Senyawanya

MAKALAH KIMIA Ditunjukan untuk memenuhi tugas KIMIA Judul : PEMBUATAN DAN MANFAAT BEBERAPA UNSUR LOGAM DAN SENYAWANYA KELOMPOK : 1. ARI SANJAYA 2. FITRIYANI 3. INTAN F 4. ROHANI SMA N1 Arjawinangun Tahun ajaran 2013 / 2014 KATA PENGANTAR Dengan nama Allah yang maha pengasih dan maha penyayang. Segala puji dan syukur bagi Allah swt yang dengan ridho-Nya kita dapat menyelesaikan makalah ini dengan baik dan lancar. Sholawat dan salam tetap kami haturkan kepada junjungan kita Nabi besar Muhammad saw dan untuk para keluarga, sahabat dan pengikut-pengikutnya yang setia mendampingi beliau. Terima kasih kepada keluarga, ibu guru, dan teman-teman yang terlibat dalam pembuatan makalah ini yang dengan do'a dan bimbingannya makalah ini dapat terselesaikan dengan baik dan lancar. Dalam makalah ini, kami membahas tentang ” PEMBUATAN DAN MANFAAT BEBERAPA UNSUR LOGAM DAN SENYAWANYA” yang kami buat berdasarkan refrensi yang kami ambil dari berbagai sumber, diantaranya buku dan internet. Makalah ini diharapkan bisa menambah wawasan dan pengetahuan yang selama ini kita cari. Kami berharap bisa dimafaatkan semaksimal dan sebaik mugkin. Tidak gading yang tak retak, demikian pula makalah ini, oleh karena itu saran dan kritik yang membangun tetap kami nantikan dan kami harapkan demi kesempurnaan makalah ini. Cirbon __.__.2013 Penyusun DAFTAR ISI : Kata pengantar.........................................................................................I Daftar isi.................................................................................................II Pendahuluan……………………………………………….…………III • PEMBUATAN DAN MANFAAT BEBERAPA UNSUR LOGAM DAN SENYAWANYA Natrium……………………………………………………..…………..1 Magnesium………………………………………………...….….……..3 Aluminium………………………………………………..……...……..4 Besi ……………………………………………………….……………6 Tembaga …………………………………………………….…………9 Timah, Kromium, dan Emas…………………………………………10 • UNSUR NONLOGAM DAN SENYAWANYA Amonia………………………………………………………………..12 Karbon dan senyawa karbon…………………………...……………14 Nitrogen dari senyawa nitrogen…………………………….……….15 Penutup……………………………………………………..………..18 Daftar pustaka……………………………………………...………..19   PENDAHULUAN A. Latar Belakang Alam semesta ini kaya akan kadungan unsur-unsur kimia. Hingga saat ini, unsur-unsur kimia berjumlah sekitar 114 unsur. Unsur-unsur tersebut dikelompokkan berdasarkan kesamaan sifatnya ke dalam beberapa golongan, yaitu golongan A (golongan utama) dan golongan B (golongan transisi). Selain itu, unsur-unsur kimia dapat dikelompokkan menjadi unsur logam, nonlogam, semilogam, dan gas mulia Beberapa usur logam dan nonlogam, dalam bentuk unsur maupun senyawa, banyak dimanfaatkan didalam kehidupan sehari-hari. Penggunaan beberapa unsur logam dan nonlogam meningkat dengan berkembang pesatnya industri, baik sebagai alat, bahan dasar, maupun sumber energi. Unsur-unsur logam umumnya diperoleh sebagai bijih logam dalam batuan. Alam Indonesia sangat kaya akan sumber mineral bijih logam, karena itu perlu penguasaan teknologi untuk mengolahnya menjadi logam yang dibutuhkan. Unsur Logam yang sudah akrab dengan kehidupan kita sehari-hari diantaranya adalah, besi, tembaga, atau perak. Ternyata unsur natrium pun bersifat logam. Namun, karena tak stabil dalam keadaan unsurnya, ia lebih banyak kita temui dalam bentuk senyawanya. Keberadaan unsur-unsur kimia di alam sangat melipah. Sumber unsur- Unsur kimia terdapat di kerak bumi, dasar laut, dan atmosfer, baik dalam bentuk unsur bebas, senyawa ataupun campurannya. Unsur-unsur kimia yang terdapat di alam dalam bentuk unsur bebasnya (tidak bersenyawa dengan unsur lainnya), diantaranya logam platina (Pt), emas (Au), karbon (C), gas nitrogen (N2), oksigen (O2), dan gas-gas mulia. Adapun unsur-unsur lainnya ditemukan dalam bentuk bijih logam. Bijih logam merupakan campuran antara mineral yang mengandung unsur-unsur kimia dan pengotornya. Mineral-mineral tersebut berbentuk senyawa oksida, halida, fosfat, silikat, karbonat, sulfat, dan sulfida. Logam platina (Pt) dan emas (Au) disebut logam mulia. Sumber logam mulia dan mineral-mineral dapat ditemukan di kerak bumi, sedangkan sumber gas oksigen, nitrogen, dan gas mulia (kecuali He) terdapat di lapisan atmosfer. Sulit dibayangkan jika kita hidup tanpa adanya unsur kimia karena semua benda yang ada di alam ini mengandung unsur kimia, baik dalam bentuk logam atau unsur bebasnya, senyawanya, atau paduan logamnya. Tak bisa dipungkiri, selain memberikan manfaat, beberapa unsur kimia memberikan dampak negatif terhadap lingkungan dan kesehatan. Kegunaan dan dampak dari unsur-unsur kimia beserta cara mencegah dan menanganinya tidak terlepas dari sifat yang dimiliki unsur-unsur tersebut. Melalui makalah ini kami harapkan pembaca dapat memahami dan mengetahui kimia unsur lebih spesifik lagi. B. Tujuan 1. Mengetahui Pembuatan unsur logam dan senyawa nya 2. Mengetahui manfaat unsur logam dan senyawa nya 3. Mengetahui dan memahami unsur dan senyawa Nonlogam C. Rumusan Masalah 1. Bagaimana pengelompokan dan sifat-sifat unsur kimia 2. Bagaimanakah pembuatan dari unsur-unsur logam dan Nonlogam 3. Unsur apa saja yang terdapat pada sifat unsur logam dan Nonlogam D. Manfaat Penulisan Hasil dari penulisan ini diharapkan dapat memberikan manfaat kepada semua pihak yang membacanya umumnya dan khususnya kepada siswa untuk menambah wawasan dan pemahaman tentang unsur Kimia kusus nya unsur logam dan non logam. E. Metode Penulisan Data penulisan makalah ini diperoleh dari celaah pustaka dari buku-buku yang membahas tentang unsur kimia selain itu pengumpulan data makalah ini diperoleh dari browsing Internet PEMBUATAN DAN MANFAAT BEBERAPA UNSUR LOGAM DAN SENYAWANYA 1. Natrium Di antara logam alkali, natrium merupakan logam yang paling banyak penggunaannya, baik sebagai unsur maupun sebagai senyawanya. Seperti telah diketahui, senyawa logam alkali yang sejenis mempunyai kemiripan sfat. Oleh karena senyawa natrium paling murah maka paling banyak digunakan. Namun dalam hal-hal tertentu, senyawa logam akali lain tidak dapat digantikan oleh senyawa natrium. Misalnya, kalium klorida (KCl) untuk pupuk tidak dapat diganti dengan natrium klorida (NaCl), karena tumbuhan memerlukan unsur kalium, bukan natrium. Pada bagian berikut, akan dibahas pembuatan natrium dan penggunaan natrium serta beberapa senyawa natrium. a. Pembuatan Natrium Natrium dibuat dari elektrolisis lelehan natrium klorida yang dicampur dengan kalsium klorida (sel Downs). Kalsium klorida berguna untuk menurunkan titik cair (dengan cara itu titik leleh dapat diturunkan dari 801⁰C menjadi sekitar 500⁰C). b. Penggunaan Natrium dan Senyawa Natrium Natrium Dewasa ini, penggunaan yang semakin penting dari natrium adalah sebagai cairan pendingin (coolant) pada reaktor nuklir. Selain itu, karena merupakan reduktor kuat, natrium digunakan pada pengolahan logam-logam tertentu seperti litium, kalium, zirkonium dan logam alkali yang lebih berat. Natrium juga digunakan untuk membuat senyawa natrium yang tidak dapat dibuat dari natrium klorida, seperti natrium peroksida (Na2O2). Sedikit natrium digunakan dalam lampu natrium yang banyak digunakan sebagai penerangan jalan raya. Natrium klorida (NaCl) Senyawa natrium yang paling banyak diproduksi adalah natrium klorida (NaCl). Natrium klorida dibuat dari air laut atau dari garam batu. Kegunaan natrium klorida antara lain sebagai bahan baku untuk membuat natrium, klorin, dan senyawa-senyawa natrium seperti NaOH dan natrium karbonat (Na2CO3); dalam industri susu; mengawetkan ikan dan daging; mencairkan salju di jalan raya di Negara yang bermusim dingin; regenerasi alat pelunak air; pengolahan kulit; serta sebagai bumbu masak (garam dapur). Natrium hidroksida (NaOH) Natrium hidroksida dihasilkan melalui elektrolisis larutan natrium klorida. Natrium hidroksida digunakan terutama dalam industri sabun, detergen, pulp, dan kertas, pengolahan bauksit untuk pembuatan aluminium, tekstil, plastik, pemurnian minyak bumi, serta untuk membuat senyawa natrium lainnya seperti natrium hipoklorit (NaClO). Natrium karbonat (Na2CO3) Natrium karbonat berasal dari sumber alam, yaitu trona, yang terdapat melimpah di Wyoming, Amerika Serikat. Natrium karbonat dapat juga dibuat dari NaCl menurut proses Solvay, dengan reaksi sebagai berikut. NaCl(aq) + CO2(g) + NH3(aq) + H2O(l) → NaHCO3(s) + NH4Cl(aq) Natrium hidrogen karbonat (NaHCO3) yang terbentuk dipisahkan, kemudian dipanaskan sehingga membentuk Na2CO3. 2NaHCO3(s) → Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g) Kegunaan utama dari natrium karbonat adalah untuk pembuatan kaca (terutama kaca bejana). Selain itu untuk membuat bahan-bahan kimia lainnya, industri pulp dan kertas, industri detergen, dan bahan pelunak air. Natrium bikarbonat (NaHCO3) Natrium bikarbonat terbentuk sebagai hasil antara pada proses Solvay. Natrium bikarbonat disebut juga soda kue. Jika adonan yang mengandung natrium bikarbonat dipanggang, senyawa itu akan terurai membebaskan CO2 yang memekarkan adonan sehingga menjadi empuk karena adanya rongga-rongga gas di dalamnya. Baking powder adalah campuran serbuk natrium bikarbonat dengan suatu zat yang bersifat asam, seperti kalium hidrogen tartrat (KHC4H4O6). Campuran bahan itu tidak bereaksi dalam keadaan kering, tetapi sekali bubuk itu berada dalam adonan, keduanya akan bereaksi dan menghasilkan gas karbon dioksida yang memekarkan adonan. 2. Magnesium a. Pembuatan 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 b. Penggunaan Magnesium 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. 3. Aluminium a. Pembuatan Aluminium Meskipun aluminium tergolong melimpah d kulit bumi, mineral yang dapat dijadikan sumber komersial aluminium hanya bauksit. Bauksit mengandung aluminium sebagai aluminium oksida (Al2O3). Pengolahan aluminium dari bauksit ini berlangsung dalam dua tahap. Tahap pertama adalah pemurnian bauksit sehingga diperoleh aluminium oksida murni (alumina). Tahap kedua adalah peleburan (reduksi) alumina. Pengolahan aluminium oksida dari bauksit didasarkan pada sifat amfoter dari oksida aluminium itu. Pengotor utama dalam bauksit biasanya terdiri atas SiO2, Fe2O3, dan TiO2. Apabila bauksit dilarutkan dalam larutan natrium hidroksida, maka aluminium oksida akan larut sedangkan pengotornya tidak. Al2O3(s) +2NaOH(aq) +3H2O(l) → 2NaAl(OH)4(aq) Pengotor dipisahkan dengan penyaringan. Selanjutnya, aluminium diendapkan dari filtrate dengan mengalirkan gas karbon dioksida dan pengenceran. 2NaAl(OH)4(aq) + CO2(g) → 2Al(OH)3(s) +Na2CO3(aq) +H2O(l) Endapan aluminium hidroksida disaring, dikeringkan lalu dipanaskan sehingga diperoleh aluminium oksida murni (alumina). Selanjutnya pada tahap kedua, reduksi aluminium oksida dilakukan melalui elektrolisis menurut proses Hall-Heroult. Metode elektrolisis itu ditemukan secara terpisah tetapi hamper bersamaan pada tahun 1886 oleh dua orang peneliti muda, yaitu Charles M.Halt di Amerika Serikat dan Paul Heroult di Perancis. Kita ingat bahwa aluminium oksida mempunyai titik leleh yang sangat tinggi, yaitu lebih dari 2000⁰C. Oleh karena itu, elektrolisis lelehan aluminium oksida murni tidak ekonomis. Dalam proses Hall-Heroult, aluminium oksida dilarutkan dalam lelehan kriolit (Na3AlF6) dalam bejana dari baja berlapis grafit yang sekaligus berfungsi sebagai katode. Dengan cara itu, elektrolisis dapat dilangsungkan pada suhu 950⁰C. Sebagai anode digunakan batang grafit. Elektrolisis menghasilkan aluminium di katode, sedangkan di anode terbentuk gas oksigen dan karbon dioksida. Sebenarnya reaksi elektrolisis ini berlangsung rumit dan belum sepenuhnya dipahami, tetapi dengan mengacu pada hasil akhirnya dapat dituliskan sebagai berikut. Al2O3(l) → 2Al3+(l) + 3O2-(l) Katode: Al3+(l) + 3e → Al(l) Anode: 2O2-(l) → O2(g) +4e C(s) + 2O2-(l) → CO2(g) + 4e Jadi selama elektrolisis, anode terus menerus dihabiskan. Untuk memproduksi 1 kg aluminium, rata-rata dihabiskan 0,44 kg anode karbon. b. Penggunaan Aluminium dan Senyawanya 1. Aluminium Aluminium memiliki banyak kegunaan. Penggunaan aluminium didasarkan pada beberapa sifatnya yang khas, yaitu: • Ringan (massa jenis 2,7 g cm-3), • Tahan karat, • Mudah dibentuk, • Dapat dipadu dengan logam lain, dan • Tidak beracun. • Berikut ini diberikan beberapa contoh penggunaan aluminium. 1. Sektor industri otomotif: untuk membuat bak truk dan komponen kendaraan bermotor lainnya, untuk membuat badan pesawat terbang. 2. Sektor pembangunan perumahan: untuk kusen dan jendela. 3. Sektor industri dan makanan: aluminium foil dan kaleng aluminium untuk kemasan berbagai jenis produk makanan dan minuman. 4. Sektor lainnya: untuk kabel listrik, perabotan rumah tangga, dan barang kerajinan. 5. Membuat termit, yaitu campuran serbuk aluminium dengan serbuk besi (III) oksida. Termit digunakan untuk mengelas baja di tempat, misalnya untuk menyambung rel kereta api. Campuran itu bereaksi sangat eksoterm sehingga panas yang dihasilkan dapat melelehkan baja, sementara besi yang terbentuk akan menyambung baja yang dilas. Persamaan reaksinya adalah: 2Al +Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe 2. Aluminium sulfat [Al2(SO4)3] Aluminium sulfat yang digunakan pada pengolahan air minum, yaitu untuk mempercepat koagulasi lumpur koloidal. 4. Besi a. Pembuatan 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. b. Penggunaan Besi 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. c. 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 5. Tembaga a. Pembuatan 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. b. Penggunaan Tembaga 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. 6. Timah, Kromium, dan Emas Timah adalah logam yang relatif lunak, berwarna putih perak dan tahan karat. Timah terutama digunakan untuk membuat kaleng kemasan, seperti untuk roti, susu, cat, dan buah. Kegunaan lain dari timah adalah untuk membuat logam campur, misalnya perunggu (paduan timah, tembaga, dan zink) dan solder (paduan timah dan timbel). Kromium adalah logam yang sangat mengkilap, keras dan tahan karat. Lebih dari separo produksi kromium digunakan dalam industri logam dan sekitar seperti lainnya sebagai refraktori terutama karena mempunyai titik leleh yang tinggi (1875⁰C) dan koefisien muai yang tidak terlalu besar. Dalam industri logam, kromium terutama digunakan untuk membuat paduan (aliase) dengan besi, nikel, dan kobalt. Penambahan kromium memberikan kekuatan dan kekerasan serta sifat tahan karat pada paduan logam. Baja tahan karat (stainless steel) mengandung sekitar 14% kromium. Oleh karena kekerasannya, paduan kromium dengan kobalt dan tungsten (wolfram) digunakan untuk membuat mesin potong. Kromium digunakan dalam membuat berbagai macam pernik kendaraan bermotor karena sangat mengkilap. Emas tergolong logam mulia, berwarna kuning mengkilap, tahan karat, mudah ditempa dan dapat diukur. Pada umumnya, emas ditemukan sebagai unsur bebas. 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. Pertanyaan : 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? 11. Jelaskan fungsi batu kapur dan kokas pada pengolahan besi dengan tanur tiup! 12. Tuliskan reaksi-reaksi yang terjadi pada bijih besi sehingga menjadi besi gubal! 13. Tuliskan reaksi pembentukan terak! 14. Sebutkan kegunaan utama besi! 15. Sebutkan prinsip pengubahan besi gubal menjadi baja! 16. Sebutkan komposisi baja tahan karat! 17. Sebutkan keungulan baja tahan karat! 18. Pengolahan tembaga melalui tahap-tahap; flotasi-pemanggangan-peleburan-elektrolisis. Sebutkan perubahan yang terjadi pada masing-masing tahap tersebut. 19. Mengapa tembaga banyak digunakan sebagai kabel listrik? 20. Sebutkanlah beberapa penggunaan dari kuningan! 21. Sebutkan penggunaan utama logam timah! 22. Sebutkan penggunaan utama dari kromium! 23. Untuk tujuan apa chromplating dilakukan? 24. Mengapa emas tahan karat? 25. Sebutkan kegunaan utama dari emas! 26. Penambangan emas sering menyebabkan pencemaran air karena limbah merkuri. Apa fungsi merkuri pada penambangan emas? UNSUR NONLOGAM DAN SENYAWANYA A. AMONIA Amonia adalah senyawa kimia dengan rumus NH3. Biasanya senyawa ini didapati berupa gas dengan bau tajam yang khas (disebut bau amonia). Walaupun amonia memiliki sumbangan penting bagi keberadaan nutrisi di bumi, amonia sendiri adalah senyawa kaustik dan dapat merusak kesehatan. Administrasi Keselamatan dan Kesehatan Pekerjaan Amerika Serikat memberikan batas 15 menit bagi kontak dengan amonia dalam gas berkonsentrasi 35 ppm volum, atau 8 jam untuk 25 ppm volum.[5] Kontak dengan gas amonia berkonsentrasi tinggi dapat menyebabkan kerusakan paru-paru dan bahkan kematian.[5] Sekalipun amonia di AS diatur sebagai gas tak mudah terbakar, amonia masih digolongkan sebagai bahan beracun jika terhirup, dan pengangkutan amonia berjumlah lebih besar dari 3.500 galon (13,248 L) harus disertai surat izin.[6] Amonia yang digunakan secara komersial dinamakan amonia anhidrat. Istilah ini menunjukkan tidak adanya air pada bahan tersebut. Karena amonia mendidih di suhu -33 °C, cairan amonia harus disimpan dalam tekanan tinggi atau temperatur amat rendah. Walaupun begitu, kalor penguapannya amat tinggi sehingga dapat ditangani dengan tabung reaksi biasa di dalam sungkup asap. "Amonia rumah" atau amonium hidroksida adalah larutan NH3 dalam air. Konsentrasi larutan tersebut diukur dalam satuan baumé. Produk larutan komersial amonia berkonsentrasi tinggi biasanya memiliki konsentrasi 26 derajat baumé (sekitar 30 persen berat amonia pada 15.5 °C).[7] Amonia yang berada di rumah biasanya memiliki konsentrasi 5 hingga 10 persen berat amonia. Amonia umumnya bersifat basa (pKb=4.75), namun dapat juga bertindak sebagai asam yang amat lemah (pKa=9.25). Amonia Umum Nama sistematis Amonia Azana[1] Nama lain Hidrogen nitrida spiritus Hartshorn Nitrosil Vaporol [2] Rumus molekul NH3 Massa molar 17.0306 g/mol[1] Penampilan Gas tak berwarna berbau tajam Nomor CAS [7664-41-7] Sifat-sifat Massa jenis and fase 0.6942 g/L, gas.[3] Kelarutan dalam air 89.9 g/100 ml pada 0 °C. Titik lebur -77.73 °C (195.42 K) Temperatur autosulutan 651 °C Titik didih -33.34 °C (239.81 K) Keasaman (pKa) 9.25 Kebasaan (pKb) 4.75 Struktur Bentuk molekul piramida segitiga Momen dipol 1.42 D Sudut ikatan 107.5° Bahaya Bahaya utama berbahaya, kaustik, korosif NFPA 704 1 3 0 Flash point Tidak ada[4] Pernyataan R/S R: R10, R23, R34, R50 S: (S1/2), S16, S36/37/39, S45, S61 Angka RTECS BO0875000 Senyawa berhubungan Ion lain Amonium (NH4+) hidroksida (NH4OH) klorida (NH4Cl) Senyawa lain Hidrazin Asam hidrazoat Hidroksilamina kloroamina 1. Pembuatan Amonia Amonia dibuat dari gas Nitrogen dan hydrogen menurut proses Haber-Bosch. N2(g) +3H2 (G) 2NH3(g) Reaksi dilangsungkan pada suhu sekitar 550 Cdan tekanan tinggi (sekitar 3300atm). Dilaboratorium,ammonia dapat dibuat dari reaksi garam ammonium,seperti NH4Cl atau (NH4)Cl(s)2SO4.dengan basa kuat,separtiNa(OH)2. Contoh; 2NH4Cl(s) +Ca(OH)2(s) CaCl2 +2NH3(g) +2H2O(l) 2. Penggunaan Amonia 1. Membuat pupu,mislnya urea {CO(NH2)2},dan ZA {(NH4)2SO4.} 2. Untuk membuat senyawa nitrogen yang lain,seperti asam nitrat (HNO),ammonium klorida. 3. Untuk membuat hidrazin, N2H4.hidrazin sebagai bahan baker roket. 3. Efek yang ditimbulkan Ammonia Kontak dengan gas amonia berkonsentrasi tinggi dapat menyebabkan kerusakan paru-paru dan bahkan kematian. Jadi kehadiran bahan ini dalam air minum adalah menyangkut perubahan fisik dari pada air tersebut yang akan mempengaruhi penerimaan masyarakat, standar kualitas air minum dari Dep. Kes. R.I. tidak memperbolehkan ammonia terdapat dalam air. B. KARBON DAN SENYAWA KARBON Karbon(c)merupakan unsure yang sangat lazim ,dalam sehari-sehari yang kita mengenal beberapa bentuk karbon yaitu: Arang, grafit,dan intan.Bentuk yang berbeda ari unsure yang sama dengan istilah altropi. perbedaan sifat di antara bentuk alotropi tersebut terjadi karena perbedaan strukturnys.Kelimpahan karbon di bumi hanya sekitar 0,08%.Sekitar 50%dari karbon tersebut terdapat karbonat,misalnya kalsium karvon (CaCO3). a) Intan Intan merupakan zat padat yang bening berkilauan dan merupan zat yang paling keras.setiap atom karbon dalam berada di pusat suat tetrahedron dan terikat secara kovalen kepada 4 atom karbon lainnya yang berada di sudut tetrahedron tersebut penggunaan intan sesuai dengan sifatnya yang keras dan berkilap,intan bubukan di gunakan di gunakan membuat amples untuk memoles benda yang sangat keras,seperti than karat.Intan buatan dibuat dari grafik melalui pemanasan pada sushu sekitar 3.300 0C dan tekanan 125.000 atm. 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 (1200 C atau lebih tinggi) dan tekanan tinggi (5 GPa atau lebih) dari grafit dengan katalis logam. b) Grafit Grafit mempunyai struktur yang berbeda lapisan ,dalam satu lapisan setiap lapisan atom karbon terikat secara kopalen kepada 3 atom karbon lainnya,dalam suatu susunan berbentuk heksakonal.Jadi,setiap lapisan adalah satu molekul raksasa. Ikatan anntar lapisan jauh lebih lemah jika di bandingkan dengan ikatan antaratom dalam satu lapisan. Penggunaan grafik terutama berdasarkan sifatnya yang licin dan kemampuan menghantar listrik.Beberapa penggunaan grafik sebagai berikut : 1. Sebagai anoda dalam batu baterai dan dalam berbagai proses industri yang menggunakan elektrolisis, misalnya pada peleburan aluminium. 2. Grafik di campur dengan tanah liat untuk membuat pensil,dan bahan kosmetik. 3. Bahan pulumas c) 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 dalammesin kendaraan bermotor dan industri.Udara bersih praktis mengandung CO. Berikut ini di berikan beberapa penggunaan CO 1. Sebagai reduktor pada pengolahan berbagaijenis logam misalnya be4si. 2. Sebagai bahan baku untuk membuat methanol. 3. Merupakan komponen dari berbagai jenis bahan baker gas,seperti gas air dan gas kokas. d) Karbon dioksida (CO2) 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%.juga dalam air.karbon dioksida lebih mudah larut dalam air laut karena air laut seikit 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 padatekanan 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).Minumanseperti air soda,limun,dan lain-lain, mengandung CO2 yang memberi rasa menyegarkan. C. NITROGEN DARI SENYAWA NITROGEN a. Nitrogen Gas nitrogen tidak berwarna, tidak berbau,dan tidak berasa.Nitrogen mengebun , pada -195,8 0C dan membeku pada -210 0C. Nitrogen tergolong unsur yang sukar bereaksi dan hanya bereaksi pada suhu tinggi dengan bantuan katalis. Nitrogen atau Zat lemas adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang N dan nomor atom 7. Biasanya ditemukan sebagai gas tanpa warna, tanpa bau, tanpa rasa dan merupakan gas diatomik bukan logam yang stabil, sangat sulit bereaksi dengan unsur atau senyawa lainnya. Dinamakan zat lemas karena zat ini bersifat malas, tidak aktif bereaksi dengan unsur lainnya. Nitrogen adalah 78,08% persen dari atmosfir Bumi dan terdapat dalam banyak jaringan hidup. Zat lemas membentuk banyak senyawa penting seperti asam amino, amoniak, 1) Sifat-sifat Menonjol Nitrogen adalah zat non logam, dengan elektronegatifitas 3.0. Mempunyai 5 elektron di kulit terluarnya. Oleh karena itu trivalen dalam sebagian besar senyawa. Nitrogen mengembun pada suhu 77K (-196oC) pada tekanan atmosfir dan membeku pada suhu 63K (-210oC). 2) Senyawa Hidrida utama nitrogen ialah amonia (NH3) walaupun hidrazina (N2H4) juga banyak ditemukan. Amonia bersifat basa dan terlarut sebagian dalam air membentuk ion ammonium (NH4+). Amonia cair sebenarnya sedikit amfiprotik dan membentuk ion ammonium dan amida (NH2-); keduanya dikenal sebagai garam amida dan nitrida (N3-), tetapi terurai dalam air. Gugus bebas amonia dengan atom hidrogen tunggal atau ganda dinamakan amina. Rantai, cincin atau struktur hidrida nitrogen yang lebih besar juga diketahui tetapi tak stabil. 3) Nitrogen dalam perindustrian Peranan nitrogen dalam perindustrian relatif besar dan industri yang menggunakan unsur dasar nitrogen sebagai bahan baku utamanya disebut pula sebagai industri nitrogen. Nitrogen yang berasal dari udara merupakan komponen utama dalam pembuatan pupuk dan telah banyak membantu intensifikasi produksi bahan makanan di seluruh dunia. Pengembangan proses fiksasi nitrogen telah berhasil memperjelas berbagai asas proses kimia dan proses tekanan tinggi serta telah menyumbang banyak perkembangan di bidang teknik kimia. Sebelum adanya proses fiksasi (pengikatan) nitrogen secara sintetik, sumber utama nitogen untuk keperluan pertanian hanyalah bahan limbah dan kotoran hewan, hasil dekomposisi dari bahan-bahan tersebut serta amonium sulfat yang didapatkan dari hasil sampingan pembuatan kokas dari batubara. Bahan-bahan seperti ini tidak mudah ditangani belum lagi jumlahnya yang tidak mencukupi semua kebutuhan yang diperlukan. 4) Pembuatan nitrogen Dalam industri,nitrogen diproleh dari udara,,prosesnya berlangsung dalam dua tahap yaitu; 1) Pencairan udara,dan 2) Distilasi bertingkat udara cairan. Pencairan udara dilakukan setelah melalui penyaringan,udara dikompresi ini menyebabkan suhu pada udara meningkat proses dilanjutkan .Pada tahap air dan karbon dioksida sudah membeku dan dapat dipisahkan. 1. Sebagai besar produksi nitrogen digunakan untuk membut ammonia (NH3) 2. Oleh karma sifatnya yang kurang resaktip, nitrogen digunakan untuk membuat atmosfer inert. 3. Nitrogen juga digunakan sebagai atmosfer inert dalam makan kemasan untuk memperpanjang masa penggunaan. 4. Nitrogen cair digunakan sebagai pendingin untuk menciptakan suhu sangat rendah. b. Amonia Sintetik 1) Penggunaan dan ekonomi Amonia kualitas komersial meliputi NH3 cair murni dan yang larut dalam air dengan konsentrasi 28 %NH3. Transportasi bahan ini sebagian besar memakai tangki silinder dan sebagian lagi ada yang langsung disalurkan melalui pipa. Belakangan ini pemakaian pipa mulai berkembang pesat, terutama dari pusat produksi ke pusat distribusi yang keseluruhan panjangnya bisa mencapai 1.000 Km. 2) Reaksi dan keseimbangan 2N2(g) + 3H2(g) ==> 2NH3(g). Karena molekul produk amonia mempunyai volum yang lebih kecil dari jumlah volum reaktan maka keseimbangan akan bertambah ke arah amonia dengan peningkatan tekanan. Peningkatan suhu reaksi menyebabkan memberikan efek yang sebaliknya terhadap keseimbangan karena reaksi bersifat eksotermis, namun memberikan efek positif terhadap laju reaksi. Maka dari itu perlu dihitung suhu optimal agar menghasilkan keuntungan yang maksimum. 3) Laju dan katalis reaksi Agar peralatan dapat dibuat sekompak mungkin, maka perlu dipikirkan pemberian katalis agar laju reaksi dapat berjalan dengan cepat karena reaksi hidrogen dan nitrogen berjalan sangat lambat. Banyak jenis katalis yang digunakan secara komersial di berbagai pabrik, namun yang umum digunakan adalah katalis besi dengan tambahan banyak promotor seperti oksida aluminium, zirkonium, silikon dengan konsentrasi 3 % atau oksida kalium sekitar 1 %. 4) Prosedur pembuatan Pembuatan amonia terdiri dari enam tahap 1. Pembuatan gas-gas pereaksi 2. Pemurnian 3. Kompresi 4. Reaksi katalitik 5. Pengumpulan amonia yang terbentuk 6. Resirkulasi Biaya pembuatan amonia sangat tergantung pada tekanan yang digunakan, suhu dan katalis selain bahan yang digunakan. c. Amonium nitrat Amonium nitrat atau dengan sebutan NH4NH3 (ammonium nitrate) dapat dibuat dengan amonia dan asam nitrat sebagai bahan bakunya. proses pembuatan amonium nitrat pun ada beberapa macam antara lain : 1. Proses Prilling 2. Proses Kristalisasi, dan 3. Proses Stengel atau Granulasi. Dari ke-tiga tahap tersebut, adalah proses kristalisasilah yang paling mudah; prosesnya; bahan baku amonia dan asam nitrat masuk ke reaktor dengan bentuk fasenya adalah amonia masih berupa gas dan asam nitrat telah berupa fase liquid. dari reaktor semua bahan baku tersebut di lanjutkan ke evaporator lalu dikristalizer dan akhirnya di separator dan jadilah amonium nitrat. PENUTUP A. Kesimpulan Unsur Nonlogam adalah kelompok unsur kimia yang bersifat elektronegatif, yaitu lebih mudah menarik elektron valensi dari atom lain dari pada melepaskannya. Yang termasuk dalam nonlogam adalah halogen, gas mulia, dan 7 unsur berikut: hidrogen (H), karbon (C), nitrogen (N), oksigen (O), fosfor (P), belerang (S), dan selenium (Se). Sebagian besar nonlogam ditemukan pada bagian atas tabel periodik, kecuali hidrogen yang terletak pada bagian kiri atas bersama logam alkali. Tidak seperti logam yang merupakan konduktor listrik, nonlogam biasanya bersifat insulator atau semikonduktor. Nonlogam dapat membentuk ikatan ion dengan menarik elektron dari logam, atau ikatan kovalen dengan nonlogam lainnya. Oksida nonlogam bersifat asam. B. Saran-Saran Adapun saran penulis melalui karya tulis ini adalah bahwa sejalan dengan dengan kemajuan industri dan teknologi, kebutuhan manusia akan sarana yang memadai makin bertambah. Salah satu sarana itu ialah bahan kimia,baik berupa unsur, senyawa ataupum campuran. Kita telah mengetahui bahwa terdapat 92 jenis unsur di alam. Kebanyakan dari unsur tersebut terdapat sebagai persenyawaan. Hanya unsur-unsur yang kurang reaktif saja yang belum ditemukan dalam keadaan bebas. Tetapi, berkat kemajuan iptek kita telah dapat membebaskan unsur-unsur dari persenyawaan. Oleh karena kita sebagai pelajar cobalah untuk lebih mengenali dan mempelajarinya dengan kesinambungan belajar yang giat dan tekun. DAFTAR PUSTAKA http://chemistry-fun-anime.blogspot.com/2009/06/logam-metalloid-dan-nonlogam.html http://id.shvoong.com/exact-sciences/earth-sciences/2058663-sumber-daya-alam-mineral-non/ http://en.wikipedia.org/wiki/Metal http://saneslogam.wordpress.com/ http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-smk/kelas_x/perkembangan-pengelompokan-unsur/comment-page-1/ id.wikipedia.org/wiki/Logam Purba, Michael. 2006. Kimia untuk Kelas X. Jakarta: Erlangga. Purba, Michael. 2006. Kimia untuk Kelas XII. Jakarta: Erlangga. www.ausetute.com.au/nonmetals.html www.chemistry.about.com/library/blperiodictable.htm www.chemtutor.com/perich.htm www.hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase/pertab/metal.html www.id.wikipedia.org/wiki/Non-Logam www.suite101.com/content/metals-and-nonmetals-a27357 www.tutorvista.com/ www.windows2universe.org/earth/geology/metals.html