Cara Pembuatan Unsur Transisi Periode Keempat

 1.Cara Pembuatan Skandium

Kebanyakan skandium sekarang ini diambil dari throtvitite atau diekstrasi sebagai hasil produksi pemurnian uranium. Skandium metal pertama kali diproses pada tahun 1937 oleh Fischer, Brunger dan Grienelaus yang mengelektrolisis cairan eutectic kalium, litium dan skandium klorida pata suhu 700 dan 800 derajat Celcius.

 2. Cara pembuatan Titanium

Produksi titanium yang makin banyak disebabkan karena kebutuhan dalam bidang militer dan industry pesawat terbang makin meningkat. Hal ini disebabkan karena titanium lebih disukai daripada aluminium dan baja. Aluminium akan kehilangan kekuatannya pada temperatur tinggi dan baja terlalu rapat (mempunyai kerapatan yang tinggi). Langkah awal produksi titanium dilakukan dengan mengubah bijih rutil yang mengandung TiO2 menjadi TiCl4, kemudian TiCldureduksi dengan Mg pada temperature tinggi yang bebas oksigen.

Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut :

TiO2 (s)  + C(s) + 2Cl2(g)     —–>     TiCl4(g) + CO2(g)

TiCl4(g) + 2Mg(s)     —–>   Ti(s) + 2MgCl2(g)

Reaksi dilakukan pada tabung baja. MgCl2 dipindahkan dan dielektrolisis menjadi Mg dan Cl2. Keduanya kemudian didaurulangkan. Ti didapatkan sebagai padatan yang disebut sepon. Sepon diolah lagi dan dicampur dengan logam lain sebelum digunakan.

3. Cara pembuatan Vanadium

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 CaSiO3(l).

Reaksinya sebagai berikut.

2 V205(s) + 5Si(s)    →        { 4V(s) + Fe(s) } + 5 SiO2(s)

SiO2(s) + CaO(s)     →        CaSiO3

Kemudian ferrovanadium dipisahkan dengan CaSiO3.

4. Cara Pembuatan kromium

Krom merupakan salahsatu logam yang terpenting dalam industry logam dari bijih krom utama yaitu kromit, Fe(CrO2)2 yang direduksi dapat dihasilkan campuran Fe dan Cr disebut Ferokrom.

Reksinya sebagai berikut :

Fe(CrO2)2(s)  +4C(s)    →    Fe(s)+2Cr(s) + 4CO(g)

Ferokrom ditambahkan pada besi membentuk baja.

5. Cara pembuatan mangan

Logam ,mangan diperoleh dengan

  1. Mereduksi oksida mangan dengan natrium, magnesium, aluminum atau dengan proses elektrolisis.
  2. Proses aluminothermy dari senyawa MnO2, persamaan reaksinya:

Tahap 1 :    3MnO2 (s)   →   Mn3O4 (s)    +       O2(g)

Tahap 2 :    3Mn3O4 (s)   +       8Al (s)  →  9Mn (s)        +       4AL203 (s)

6. Cara pembuatan Besi

Bahan dasar : Bijih besi hematit Fe2O3, magnetit Fe3O4, bahan tambahan batu gamping, CaCO3 atau pasir (SiO2). Reduktor kokes (C)

Dasar reaksi :  Reduksi dengan gas CO, dari pembakaran tak sempurna C

Tempat          :   Dapur tinggi (tanur tinggi), yang dindingnya terbuat dari batu tahan api.

Reaksi dalam dapur tinggi adalah kompleks. Secara sederhana dapat dilihat pada penjelasan berikut. Dalam 24 jam rata-rata menghasilkan 1.000 – 2.000 ton besi kasar dan 500 ton kerak (terutama CaSiO3). Kira-kira 2 ton bijih, 1 ton kokes dan 0,3 ton gamping dapat menghasilkan 1 ton besi kasar.

Reaksi yang terjadi :

a. Reaksi pembakaran.

Udara yang panas dihembuskan , membakar karbon terjadi gas CO2 dan panas. Gas CO2 yang naik direduksi oleh C menjadi gas CO.

C + O2 —–>CO2

CO2 + C —–> 2CO

b. Proses reduksi

Gas CO mereduksi bijih.

Fe2O3 + 3CO —–> 2 Fe + 3 CO2

Fe3O4 + 4CO —–> 3 Fe + 4 CO2

Besi yang terjadi bersatu dengan C, kemudian meleleh karena suhu tinggi (1.5000C)

c. Reaksi pembentukan kerak

CaCO3 CaO + CO2

CaO + SiO2 CaSiO3 kerak pasir

Karena suhu yang tinggi baik besi maupun kerak mencair. Besi cair berada di bawah. Kemudian dikeluarkan melalui lubang bawah, diperoleh besi kasar dengan kadar C hingga 4,5%. Disamping C mengandung sedikit S, P, Si dan Mn. Besi kasar yang diperoleh keras tetapi sangat rapuh lalu diproses lagi untuk membuat baja dengan kadar C sebagai berikut :

baja ringan kadar C : 0,05 – 0,2 %

baja medium kadar C : 0,2 – 0,7 %

baja keras kadar C : 0,7 – 1,6 %

7. Cara Pembuatan Kobalt

Kobalt di alam diperoleh sebagai biji smaltit (CoAs2) dan kobaltit (CoAsS) yang biasanya berasosiasi dengan Ni dan Cu. Untuk pengolahan biji kobalt dilakukan sebagai berikut :

Pemanggangan :

CoAs (s)            Co2O3(s) + As2O3(s)

Co2O3(s) + 6HCl        2 CoCl3(aq) + 3 H2O(l)

Zat-zat lain seperti Bi2Odan PbO diendapkan dengan gas H2S

Bi2O3(s) + 3 H2S(g)             Bi2S3 (aq) + 3 H2O(l)

PbO(s) +  H2S(g)                   PbS(s)  +      H2O(l)

Pada penambahan CoCO3 (s) dengan pemanasan akan diendapkan As dan Fe sebagai karbonat. Dengan penyaringan akan diperoleh CoCl3. Tambahan zat pencuci mengubah CoClmenjadi Co2O3. Selanjutnya CoCO3 direduksi dengan gas hydrogen, menurut reaksi :

Co2O3 (s)  + H2(g)              2 CO(s) + 3 H2(g)

Penggunaan kobalt antara lain sebagai aloi, seperti alnico, yaitu campuran Al, Ni, dan Co.

8. Cara pembuatan nikel

Proses pengolahan biji nikel dilakukan untuk menghasilkan nikel matte yaitu produk dengan kadar nikel di atas 75 persen. Tahap-tahap utama dalam proses pengolahan adalah sebagai berikut:

  1. Pengeringan di Tanur Pengering bertujuan untuk menurunkan kadar air bijih laterit yang dipasok dari bagian Tambang dan memisahkan bijih yang berukuran 25 mm.
  2. Kalsinasi dan Reduksi di Tanur untuk menghilangkan kandungan air di dalam bijih, mereduksi sebagian nikel oksida menjadi nikel logam, dan sulfidasi.
  3. Peleburan di Tanur Listrik untuk melebur kalsin hasil kalsinasi/reduksi sehingga terbentuk fasa lelehan matte dan terak
  4. Pengkayaan di Tanur Pemurni untuk menaikkan kadar Ni di dalam matte dari sekitar 27 persen menjadi di atas 75 persen.
  5. Granulasi dan Pengemasan untuk mengubah bentuk matte dari logam cair menjadi butiran-butiran yang siap diekspor setelah dikeringkan dan dikemas.

9. Cara pembuatan tembaga

Pada umumnya bijih tembaga mengandung 0,5 % Cu, karena itu diperlukan pemekatan biji tembaga. Langkah-langkah pengolahan bijih tembaga adalah seperti skema berikut

Reaksi proses pengolahannya adalah :

  1. 2 CuFeS2(s) + 4 O2       800 C   Cu2S(l) + 2 FeO (s) + 3 SO2 (g)
  2.  FeO(s) + SiO2 (s)         14000C       FeSiO3 (l)

Cu2S dan kerak FeSiO3 (l) dioksidasi dengan udara panas, dengan reaksi sebagai berikut    :

2 Cu2S(l) + 3 O2 (g)                  2 Cu2O(l)  + 2 SO2(g)

2 Cu2O(l) + Cu2S(s)                 6 Cu(l) + SO2 (g)

3 Cu2S(l) + 3 O                    6 Cu(l) + 3 SO2(g)

Pada reaksi oksidasi tersebut diperoleh 98% – 99% tembaga tidak murni. Tembaga tidak murni ini disebut tembaga blister atau tembaga lepuh. Tembaga blister adalah tembaga yang mengandung gelembung gas SO2bebas.

Untuk memperoleh kemurnian Cu yang lebih tinggi, tembaga blister dielektrolisis dengan elektrolit CuSO4 (aq). Pada elektrolisis, sebagai electrode negatif (katode) adalah tembaga murni dan sebagai electrode positif (anode) adalah tembaga blister.

10. Cara pembuatan zink

Logam seng telah diproduksi dalam abat ke-13 di Indina dengan mereduksi calamine dengan bahan-bahan organik seperti kapas. Logam ini ditemukan kembali di Eropa oleh Marggraf di tahun 1746, yang menunjukkan bahwa unsur ini dapat dibuat dengan cara mereduksi calamine dengan arang. Bijih-bijih seng yang utama adalah sphalerita (sulfida), smithsonite (karbonat), calamine (silikat) dan franklinite (zine, manganese, besi oksida). Satu metoda dalam mengambil unsur ini dari bijihnya adalah dengan cara memanggang bijih seng untuk membentuk oksida dan mereduksi oksidanya dengan arang atau karbon yang dilanjutkan dengan proses distilasi.

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*