KIMIA UNSUR
UNSUR GOLONGAN IIIA
KELOMPOK 2B
Aulia Rahmah (K3316007)
Dyah Puspitasari (K3316016)
Ichsan Fathurahman (K3316022)
Mega Viendrieana (K3316038)
Nurul Fathony Fauziah (K3316046)
Vinsensius Maunia SH (K3316067)
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
2018
Unsur-unsur pada golongan IIIA mencakup satu unsur non-logam dan
empat unsur lainnya yang memiliki sifat kelogaman yang sama. Unsur-unsur
pada golongan IIIA menunjukkan perbedaan sifat yang cukup bervariasi.
Boron merupakan unsur non-logam, aluminium merupakan unsur logam
namun menunjukkan banyak kemiripan sifat kimia dengan boron, dan unsur
sisanya seluruhnya memiliki karakteristik sebagai unsur logam. Unsur-unsur
dari logam utama golongan III A adalah : boron ( B), aluminium (Al), galium
(Ga), indium ( In), thalium (Tl). Unsur-unsur dari logam utama golongan III
A umumnya dapat bereaksi dengan udara, air, asam, unsur-unsur halogen
membentuk senyawa. Unsur-unsur dari logam utama golongan III A di alam
tidak ditemukan dalam bentuk unsur melainkan dalam bentuk senyawanya.
Oleh karena itu, diperlukan beberapa proses yang digunakan untuk dapat
mengisolasi unsur tersebut dari senyawanya. Unsur-unsur pada golongan IIIA
mencakup satu unsur non-logam dan empat unsur lainnya yang memiliki sifat
kelogaman yang sama. Boron merupakan unsur non-logam, aluminium
merupakan unsur logam namun menunjukkan banyak kemiripan sifat kimia
dengan boron, dan unsur sisanya seluruhnya memiliki karakteristik sebagai
unsur logam. Keadaan oksidasi positif tiga (+3) merupakan karakteristik
utama untuk semua unsur golongan IIIA. Keadaan positif satu (+1 atau +
saja) terdapat dalam senyawaan semua unsur golongan IIIA kecuali boron,
dan untuk thallium keadaan tersebut merupakan keadaan oksidasi yang
stabil. Faktanya thallium menunjukkan kemiripan dengan banyak unsur lain
(alkali tanah, perak, merkuri, dan timbal ) sehingga disebut duckbill platypus
di antara unsur-unsur lainnya. Mempunyai titik leleh dan titik lebur yang
relative tinggi.
A. BORON
Sejarah Singkat
Senyawa boron seperti boraks (natrium tetraborat, Na2B4O7·10H2O) telah
diketahui dan digunakan oleh kebudayaan kuno selama ribuan tahun. Namun,
boron pertama kali diisolasi sebagian pada tahun 1808 oleh kimiawan Prancis
Joseph L. Gay-Lussac dan L. J. Thénard dan secara terpisah oleh Sir Humphry
Davy di London. Pada 1909, kimiawan Amerika, Yehezkiel Weintraub
menghasilkan 99% boron murni, melalui cara reduksi boron halida dengan
hidrogen. Hampir satu abad kemudian, pada tahun 2004, Jiuhua Chen dan
Vladimir L. Solozhenko menghasilkan bentuk baru boron, tetapi tidak yakin
dengan strukturnya. Boron merupakan unsur semilogam (metaloid) dan tidak
terdapat secara bebas di alam. Kelimpahan boron di alam sangat rendah, yaitu
sekitar 0,0003% dan mineral-mineralnya didapatkan dalam bentuk uleksit, boraks,
kolemanit, dan kernit. Unsur boron memiliki 2 isotop, yaitu isotop boron-10
denga kelimpahan sekitar 20% dan isotop boron-11 dengan kelimpahan sekitar
80%.
Sifat Fisika dan Kimia
Sifat fisika dari boron
• Simbol: B
• Phasa: Padat
• Berat Jenis : 2,34 g/cm3
• Volume Atom : 4.6 cm3/mol
• Titik Leleh : 2349 K (2076°C, 3769°F)
• Titik Didih : 4200 K (3927°C, 7101°F)
• Kalor Peleburan : 50,2 kJ/mol
• Kalor Penguapan : 480 kJ/mol
• Kapasitas Panas : (25°C) 11.087 J/(mol-K)
• Struktur Kristal : Rombohedral dan
Tetragonal
Unsur boron bersifat metalloid, yaitu
memiliki sifat diantara sifat logam dan
nonlogam, diantaranya semikonduktor
terhadap listrik dengan kenaikan
konduktivitas yang beriringan dengan
naiknya suhu. Sebagai unsur metalloid, boron dapat memiliki struktur kristal
tetrahedral dan rombohedral (α-rombohedral atau β-rombohedral). Ketika boron
berbentuk kristal, boron sangat stabil (tidak reaktif). Kristal boron sangat keras
dan tahan terhadap panas atau suhu tinggi yang direpresentasikan dengan titik
lelehnya yang sangat tinggi.
Sifat atom
Struktur hablur Rombohedral
Keadaan pengoksidaan
3
(oksida asid lemah)
Keelektronegatifan 2.04 (skala Pauling)
Tenaga pengionan pertama: 800.6 kJ/mol
kedua: 2427.1 kJ/mol
ketiga: 3659.7 kJ/mol
Sifat kimia dari boron
• Elektronegativitas: 2,04 (skala
pauling)
• Radius Kovalen : 82 pm
• Afnitas elektron : 26.7 kJ mol-1
Boron umumnya tidak membuat ikatan ionik, membentuk ikatan kovalen stabil.
Sintesis Boron
Secara alami, atom boron dihasilkan dari reaksi fusi nuklir di dalam bintang dalam
tabrakan sinar kosmik. Namun, boron dapat disintesis dengan cara mereduksi
senyawa B2O3 dengan magnesium sesuai reaksi berikut: B2O3 + 3Mg → 2B +
3MgO
Senyawa- Senyawa Popular yang Berikatan dengan Boron
1. Asam Borat, H3BO3
Asam orto-borat atau sering diringkas sebagai asam borat dapat diperoleh menurut
persamaan reaksi :
BX3(s) + 3H2O(l) → H3BO3(s) + 3HX(aq)
Asam borat merupakan padatan putih yang sebagian larut dalam air.
2. Asam tetrafluoroborat, HBF4
Larutan asam tetrafluoroborat diperoleh dengan melarutkan asam borat ke dalam
larutan asam hidrofluorida menurut persamaan reaksi :
H3BO3(aq) + 4HF(aq) → H3O+ (aq) + BF4- (aq) + 2H2O(l)
Jejari atom 85 pm
Jejari atom (kiraan) 87 pm
Jejari kovalen 82 pm
Asam tetrafluorobarat merupakan asam kuat dan oleh karenanya tidak dapat
diperoleh sebagai HBF4. Dalam perdagangan biasanya dijumpai sebagai larutan
asam tetrafluoroborat dengan kadar sekita)r 40%.
3. Boron halida, diantaranya adalah diboran (B2H6), dekaboran (B10H14),
heksaboran (B6H10), pentaboran (B5H9), tetraboran (B4H10).
4. Boron trifluorida (BF3) yang berupa gas dengan titik leleh -127°C, titik didih -
101°C, dan berat jenis 3,0 kg.
5.Boron triklorida (BCl3) yang memiliki fasa gas, titik leleh -107°C, titik didih
13°C, dan berat jenis 5.1 kg m-3
6. Boron tribromida (BBr3) yang berbentuk cair, memiliki titik leleh -46°C, titik
didih 91°C, dan berta jenis 2600 kg m-3
7. Boron triiodida (BI3)
8. Diboron trioksida (B2O3) yang berupa kristal padat berwarna putih, memiliki
titik leleh 450°C, titik didih 2065°C, dan berat jenis 2550 kg m-3
9. Diborontrisulfida (B2S3) yang berbentuk padatan berwarna kuning dengan berat
jenis 1700 kg m-3
10. Boron nitrida (BN)
Boron nitrida memiliki sifat- sifat yang cemerlang karena ia sekeras berlian, dapat
digunakan sebagai insulator listrik walau dapat menghantar panas seperti logam.
Senyawa ini juga memiliki sifat lubrikasi seperti grafit. Senyawa ini berbentuk
kristal padat berwarna putih dengan berat jenis 2200 kg m-3
Manfaat Unsur Boron
1. Boron adalah unsur yang sangat diperlukan dalam magnet NIB
(Neodymium - Iron - Boron). Magnet NIB adalah magnet yang sangat kuat
yang ditemukan pada awal 1980-an. Magnet ini digunakan dalam
komputer, telepon seluler, peralatan medis, mainan, motor, turbin angin
dan sistem audio.
2. Boron digunakan untuk mengendalikan reaksi nuklir sebagai penyerap
neutron yang sangat baik. Boron dicampur dengan baja atau direaksikan
dengan karbon, titanium atau zirkonium, digunakan dalam batang kendali
untuk reaktor nuklir.
3. Boron merupakan salah satu unsur hara esensial mikro yang dibutuhkan
oleh tanaman untuk proses pertumbuhan dan produksi tanaman. Boron
termasuk unsur mikro jenis anion, diambil tanaman dalam bentuk anion
terlarut seperti B3-. Menurut Hanafiah (2010) boron juga dapat diserap
dalam bentuk senyawa (HBO3).
4. Boron oksida (B2O3) digunakan dalam pembuatan kaca dan keramik.
5. Borax (Na2B4O7.10H2O) digunakan dalam pembuatan fiberglass, sebagai
cairan pembersih, insektisida, herbisida dan disinfektan.
6. Asam borat (H3BO3) digunakan sebagai antiseptik ringan dan sebagai
retardan api.
7. Kekerasan Boron Nitride adalah yang kedua setelah berlian, tetapi
memiliki stabilitas termal dan kimia yang lebih baik, maka keramik boron
nitrida digunakan dalam peralatan bersuhu tinggi.
8. Boron nitrida nanotube dapat memiliki struktur yang mirip dengan
nanotube karbon. Nanotube BN lebih termal dan stabil secara kimia
daripada karbon nanotube dan, tidak seperti karbon nanotube, nanotube
boron nitrida adalah isolator listrik.
9. Boron karbida (B4C) digunakan dalam tank armor dan rompi anti peluru.
B. ALUMUNIUM
Sumber gambar: Chemistryworld
Sejarah Unsur Alumunium
Logam dengan warna perak ini bernama Alumunium. Nama ini berasal dari nama
Latin untuk tawas, 'alumen' yang berarti garam pahit. Pada akhir 1700-an,
aluminium oksida diketahui mengandung logam, tetapi itu mengalahkan semua
upaya untuk mengekstraknya. Humphry Davy telah menggunakan arus listrik
untuk mengekstraksi natrium dan kalium dari apa yang disebut 'bumi' (oksida),
tetapi metodenya tidak melepaskan aluminium dengan cara yang sama. Orang
pertama yang memproduksinya adalah Hans Christian Oersted di Kopenhagen,
Denmark, pada tahun 1825, dan dia melakukannya dengan memanaskan
aluminium klorida dengan potassium. Meski begitu, sampelnya tidak murni. Itu
jatuh ke kimiawan Jerman Friedrich Wöhler untuk menyempurnakan metode pada
tahun 1827, dan memperoleh aluminium murni untuk pertama kalinya dengan
menggunakan natrium, bukan kalium.
Spesifikasi, Kelasifikasi, Properti dan Kelas Alumunium
Awalnya aluminium belum ditemukan sampai 1808, karena ia terikat dengan
oksigen dan silikon menjadi ratusan mineral yang berbeda, tidak pernah muncul
secara alami dalam bentuk metaliknya. Sir Humphrey Davy, ahli kimia Cornish
yang menemukan logam itu, menyebutnya 'aluminium', setelah salah satu
senyawanya, tawas. Namun, tak lama setelah itu, International Union of Pure and
Applied Chemistry (IUPAC) melangkah masuk, menstandarisasi akhiran menjadi
'ium' yang lebih konvensional. Dalam twist lebih lanjut ke cerita tata nama,
American Chemical Society membangkitkan ejaan asli pada tahun 1925,
Pada tahun 1825, kehormatan untuk mengisolasi aluminium untuk pertama
kalinya jatuh ke tangan ilmuwan Denmark, Hans Christian Øersted. Dia
dilaporkan mengatakan tentang hadiahnya, 'Ini membentuk segumpal logam yang
menyerupai timah dalam warna dan kemilau "- bukan deskripsi yang terlalu
menyanjung, tapi mungkin penjelasan untuk kebingungan penumpang maskapai'
hadir. Kesulitan merobek aluminium dari oksida - untuk semua proses awal hanya
menghasilkan jumlah kiloan terbaik - memastikan status sementaranya sebagai
logam mulia, bahkan lebih berharga daripada emas.Bahkan, sebuah batang
aluminium menyimpan kebanggaan tempat di samping Permata Mahkota di
Pameran Paris 1855, sementara Napoleon dikatakan telah memesan peralatan
makan aluminium hanya untuk tamu yang paling terhormat.
Aluminium adalah logam paling melimpah di dunia dan merupakan unsur
ketiga paling umum yang terdiri dari 8% kerak bumi. Fleksibilitas
aluminium membuatnya menjadi logam yang paling banyak digunakan
setelah baja
Kerapatan Aluminium
Aluminium memiliki kepadatan sekitar sepertiga dari baja atau tembaga sehingga
menjadikannya salah satu logam paling ringan yang tersedia secara
komersial. Rasio kekuatan terhadap berat yang dihasilkan membuatnya menjadi
bahan struktural penting yang memungkinkan peningkatan muatan atau
penghematan bahan bakar untuk industri transportasi pada khususnya.
Kekuatan Aluminium
Aluminium murni tidak memiliki kekuatan tarik yang tinggi. Namun,
penambahan elemen paduan seperti mangan, silikon, tembaga dan magnesium
dapat meningkatkan sifat kekuatan aluminium dan menghasilkan paduan dengan
sifat yang disesuaikan dengan aplikasi tertentu.
Aluminium sangat cocok untuk lingkungan yang dingin. Ini memiliki kelebihan
dibandingkan baja karena kekuatan tariknya meningkat dengan penurunan suhu
sambil mempertahankan ketangguhannya. Baja di sisi lain menjadi rapuh pada
suhu rendah.
Ketahanan Korosi Aluminium
Ketika terkena udara, lapisan aluminium oksida terbentuk hampir secara instan
pada permukaan aluminium. Lapisan ini memiliki ketahanan yang sangat baik
terhadap korosi. Ini cukup tahan terhadap sebagian besar asam tetapi kurang tahan
terhadap alkali.
Konduktivitas Termal Aluminium
Konduktivitas termal dari aluminium sekitar tiga kali lebih besar dari baja. Ini
menjadikan aluminium sebagai bahan penting untuk aplikasi pendinginan dan
pemanasan seperti penukar panas. Dikombinasikan dengan itu menjadi tidak
beracun properti ini berarti aluminium digunakan secara luas dalam peralatan
memasak dan peralatan dapur.
Konduktivitas Listrik Aluminium
Bersamaan dengan tembaga, aluminium memiliki konduktivitas listrik yang
cukup tinggi untuk digunakan sebagai konduktor listrik. Meskipun konduktivitas
paduan yang biasa digunakan (1350) hanya sekitar 62% dari tembaga anil, itu
hanya sepertiga berat dan karena itu dapat melakukan listrik dua kali lebih banyak
bila dibandingkan dengan tembaga dengan berat yang sama.
Reflektifitas Aluminium
Dari UV hingga infra-merah, aluminium adalah reflektor energi pancaran yang
sangat baik. Reflektifitas cahaya tampak sekitar 80% berarti itu banyak digunakan
dalam perlengkapan cahaya. Sifat reflektifitas yang sama
membuat aluminium ideal sebagai bahan insulasi untuk melindungi terhadap sinar
matahari di musim panas, sementara isolasi terhadap kehilangan panas di musim
dingin.
Nomor atom 13
Berat Atom (g / mol) 26,98
Valensi 3
Struktur kristal FCC
Titik lebur (° C) 660,2
Titik didih (° C) 2480
Mean Specific Heat (0-100 ° C) (kal / g. ° C) 0,219
Konduktivitas Termal (0-100 ° C) (kal / cms ° C) 0,57
Co-Efficient of Linear Expansion (0-100 ° C) (x10 -6 / ° C) 23,5
Resistivitas Listrik pada 20 ° C (Ω.cm) 2,69
Kepadatan (g / cm 3 ) 2,6898
Modulus Elastisitas (GPa) 68,3
Rasio Poissons 0,34
Proses Pembuatan Alumunium
Proses pembuatan alumunium ada dua macam cara yaitu;
1. Proses Bayer merupakan proses pemurnian bijih bauksit untuk
memperoleh aluminium oksida (alumina), dan
2. Proses Hall-Heroult merupakan proses peleburan aluminium oksida untuk
menghasilkan aluminium murni.
pengolahan logam aluminium dibagi menjadi 2 tahap, yaitu tahap pemurnian dan
tahap elektrolisis. Pengolahan ini dinamakan proses Hall,sesuai dengan nama
penemunya yaitu Charles Martin Hall (1863-1914).
Secara rinci proses pengolahan aluminium dijelaskan sebagai berikut:
1. Tahap Pemurnian
Aluminium diproduksi dari bauksit yang mengandung pengotor Fe2O3. Pengotor
ini harus dihilangkan dengan cara melarutkan bauksit tersebut dalam NaOH(aq).
Besi oksida (Fe2O3) yang bersifat basa tidak larut dalam larutan NaOH, perhatikan
reaksi berikut:
Al2O3(s) + 2OH-aq) + H2O → 2[Al(OH)4] -(aq)
Atau
Al2O3(s)+ 2NaOH(aq) + 3H2O(ℓ) → 2NaAl(OH)4 (aq)
Pengotor dipisahkan dengan penyaringan. Selanjutnya, aluminium diendapan dari
filtrat dengan mengalirkan gas CO2 dan pengenceran.
2NaAl(OH)4(aq) + CO2(g) → 2Al(OH)3(s)+ Na2CO3(aq) + H2O(ℓ)
Atau
2NaAl(OH)4-(aq) + CO2(g) → 2Al(OH)3(s)+ CO32-(aq) + H2O(ℓ)
Endapan A1(OH)3 disaring, dikeringkan lalu dipanaskan sehingga diperoleh
A12O3 murni (alumina).
2A1(OH)3(s)+ A12O3(s) → A12O3(s)+ 3H2O(g)
2. Tahap Elektrolisis
Selanjutnya pada tahap kedua, reduksi A12O3 dilakukan melalui elektrolisis
menurut proses Hall Heroult. Metode elektrolisis itu ditemukan secara terpisah
tetapi hampir bersamaan pada tahun 1886 oleh dua orang peneliti muda,
yaitu Charles M. Hall di Amerika Serikat dan Paul Deroun di Perancis. Kita ingat
bahwa A12O3mempunyai titik leleh yang sangat tinggi, yaitu lebih dari 2000oC.
Oleh karena itu elektrolisis lelehan A12O3murni tidak ekonomis. Dalam proses
Hall Heroult, A12O3dilarutkan dalam lelehan kriolit (Na3AlF6) dalam bejana dari
baja berlapis grafit yang sekaligus berfungsi sebagai katode. Dengan cara itu
elektrolisis dapat dilangsungkan pada suhu 950oC. 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:
A12O3 (ℓ) → 2A13+(ℓ) + 3O2-
(ℓ)
Selain Hall, ada juga Proses Bayer, yang dikembangkan oleh Karl Josef Bayer,
seorang ahli kimia berkebangsaan Jerman. Proses ini biasanya digunakan untuk
memperoleh alumunium murni. Bauksit halus yang kering dimasukan kedalam
pencampur, diolah dengan soda api (NaOH) dibawah pengaruh tekanan dan pada
suhu dibawah atas titik didih. NaOH bereaksi dengan bauksit menghasilkan
aluminat natrium yang larut.
Setelah proses selesai, tekanan dikurangi dan ampas yang terdiri dari oksida besi
yang tak larut, silikon, titanium dan kotoran lainya ditekan melalui saringan dan
dikesampingkan. Cairan yang mengandung alumina dalam bentuk aluminat
natrium dipompa ke dalam tangki pengendapan, kemudian dibubuhkan Kristal
hiroksida alumunium terpisah dari larutan. Hiroksida alumunium kemudian
disaring dan dipanaskan sampai mencapai suhu 980oC. Alumina siap dilebur.
Logam alumunium dihasilkan melalui proses elektrolisa dimana alumina berubah
menjadi oksigen dan alumunium. Alumina murni dilarutkan ke dalam eriolit cair
(natrium alumunium flourida) dalam dapur elektrolit. Arus listrik dialirkan dalam
campuran melalui elektrodakarbon. Pada saat tertentu, alumunium disadap dari sel
dan logam cair tersebut dipindahkan ke dapur penampung untuk dimurnikan atau
untuk keperluan paduan, setelah itu dituang ke dalam ingot untuk diolah lebih
lanjut.
Cara Memperoleh
Pada tahun 1825, Oersted. Memperoleh aluminium murni dengan cara
mereduksi aluminium klorida dengan kalium-merkurium.
AlCl3(s) + 3K(Hg)x(l) 3 KCl(s) + Al(Hg)3x(l)
Kemudian dengan distilasi, merkurium dapat dihilangkan dan akhirnya diperoleh
logam aluminium. Pada tahun 1854, Henri Sainte dan Claire Deville membuat
aluminium dari natrium aluminium klorida dengan cara memanaskannya dengan
logam natrium.
Padatahun 1886, Charles Hall mulai memproduksi aluminium dengan proses skala
besar seperti sekarang, yaitu melalui elektrolisis alumina di dalam kriolit lebur.
Pada tahun itu pula Paul Herault mendapat paten Perancis untuk proses serupa
dengan proses Hall. Pada tahun 1980, produksi dunia dengan proses ini mencapai
107 ton. Pada proses ini aluminium diperoleh dengan cara katalis aluminium
oksida yang dilarutkan dalam leburan kriolit Na3AlF6
Bahan baku bauksit, masih merupakan campuran aluminium oksida, besi(III)
oksida dan silika. Jadi ada dua tahap dalam produksi aluminium yaitu reaksi
pemurnian untuk memperoleh alumina murni dan tahap elektrolisis.
a. Reaksi Pemurnian:
Al2O3(s) + 2 OH-(aq) + 3 H2O(l) → 2[Al(OH)4]-(aq)
SiO2 + 2 OH-(aq) → SiO3 2-(aq) + H2O(l)
2[Al(OH)4]- (aq) + CO2 →2 Al(OH)3(s) + C O3
2-(aq)
2 Al(OH)3(s) → Al2O3+ 3H2O
b. Elektrolisis dibuat dari baja, yang dilapisi grafit. Grafit ini berfungsi sebagai
katoda. Anoda dibuat dari karbon.
Reaksi secara keseluruhan dapat ditulis sebagai berikut:
2Al2O3(dalamKriolit) + 3 C(s)→ 4 Al(l) + 3 CO2(g)
Bayer Siklus Proses Bayer adalah satu siklusdan sering disebut Bayer siklus. Ini
melibatkan empat langkah: Digestion (pencernaan), Clarification (klarifikasi),
Precipitation (pengendapan), danCalcination (kalsinasi).
Keunggulan Alumunium
Secara fisik, kimia dan mekanis aluminium adalah logam seperti baja, kuningan,
tembaga, seng, timah atau titanium. Itu bisa dilelehkan, dilemparkan, dibentuk dan
dikerjakan seperti logam-logam ini dan melakukan arus listrik. Bahkan seringkali
alat dan metode fabrikasi yang sama digunakan seperti untuk baja.
Berat Ringan
Aluminium adalah logam yang sangat ringan dengan berat spesifik 2,7 g / cm 3 ,
sekitar sepertiga dari baja. Misalnya, penggunaan aluminium dalam kendaraan
mengurangi bobot mati dan konsumsi energi sambil meningkatkan kapasitas
beban. Kekuatannya dapat disesuaikan dengan aplikasi yang dibutuhkan dengan
memodifikasi komposisi paduannya.
Tahan korosi
Aluminium secara alami menghasilkan lapisan oksida pelindung dan sangat tahan
korosi. Berbagai jenis perawatan permukaan seperti pengadukan, pengecatan, atau
lacquering dapat semakin meningkatkan properti ini. Ini sangat berguna untuk
aplikasi di mana perlindungan dan konservasi diperlukan.
Konduktivitas Listrik dan Termality
Aluminium adalah konduktor panas dan listrik yang sangat baik dan dalam
kaitannya dengan beratnya hampir dua kali lebih baik konduktor tembaga. Ini
telah membuat aluminium bahan yang paling umum digunakan di jalur transmisi
listrik utama.
Daya pemantulan
Aluminium adalah reflektor cahaya tampak yang baik serta panas, dan bersama
dengan beratnya yang rendah, membuatnya menjadi bahan yang ideal untuk
reflektor, misalnya, pelengkap cahaya atau selimut penyelamat..
Daur ulang
Aluminium 100% dapat didaur ulang tanpa menurunkan kualitasnya. Pencairan
kembali aluminium membutuhkan sedikit energi: hanya sekitar 5 persen dari
energi yang dibutuhkan untuk menghasilkan logam primer pada awalnya
diperlukan dalam proses daur ulang.
Sifat-sifat dari berbagai paduan aluminium telah menghasilkan aluminium yang
digunakan dalam industri yang beragam seperti transportasi, persiapan makanan,
pembangkit energi, pengemasan, arsitektur, dan aplikasi transmisi listrik.
Tergantung pada aplikasinya, aluminium dapat digunakan untuk menggantikan
bahan lain seperti tembaga, baja, seng, pelat timah, baja tahan karat, titanium,
kayu, kertas, beton dan komposit.
Kegunaan Aluminium
Penggunaan aluminium makin lama makin penting sejalan perkembangan
teknologi. Hal ini didukung oleh oleh sifatnya yang menarik dengan harga yang
relatif murah. Selain itu aluminium termasuk logam yang ringan bersama-sama
dengan magnesium dan titanium.
Reaksi antara aluminium dengan Fe2O3 dikenal dengan reaksi termit yang
dihasilkan panas untuk pengelasan baja.
2Al(s) + Fe2O3(s) ―→ Al2O3(s) + Fe(l) ∆H = -852 kJ
Beberapa senyawa aluminium yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-
hari dan industri, antara lain:
• Tawas, KA(SO4)2.12H2O digunakan untuk mengendapkan kotoran pada
penjernihan air.
• Aluminium sulfat Al2(SO4)3 digunakan dalam industri kertas dan mordan
(pengikat dalam pencelupan).
• Zeolit Na2O Al2O3.2SiO2 digunakan untuk melunakkan air sadah.
• Aluminium Al2O3 untuk pembuatan aluminium, pasta gigi, industri
keramik, dan industri gelas.
C. GALIUM
Nama latin Gallium Konfigurasi
elektron
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p1
Simbol Ga Titik lebur 29,78oC
Golongan III A Titik didih 2403oC
Periode 4 Massa jenis 5,93 g/cm3
Kategori
unsur
Logam Bentuk Padatan
Nomor atom 31
Massa atom 69,723 Warna Abu-abu keperakan
Galium berasal dari bahasa Latin : Gallia berarti Perancis dan juga dari
bahasa latin, gallus yang berarti Lecoq (ayam jantan). Sebenarnya pada tahun
1871, Mendeleev telah memprediksikan keberadaan galium, hanya saja dia
menyebutnya sebagai ekaaluminium. Barulah, ditemukan secara spektroskopik
oleh Lecoq de Boisbaudran pada tahun 1875, yang pada tahun yang sama berhasil
mengambil logam ini secara elekrolisis dari solusi hidroksida di KOH. Perlu
diketahui bahwa Gallium adalah logam yang dapat meleleh di tangan.
Galium sering ditemukan sebagai elemen yang terkandung di
dalam diaspore, sphalerite, germanite, bauksit dan batubara. Analisa debu dari
hasil pembakaran batubara pernah menunjukkan kandungan galium sebanyak
1.5%.
1. Sejarah Penemuan Galium
Sebelum galium ditemukan, unsur ini sudah diprediksi ada oleh ahli kimia
Rusia bernama Dimitri Mendeleev (pembuat tabel periodik awal yang
dikembangkan untuk – membuat tabel periodik modern). Dia menamai unsur
yang belum ditemukan ini dengan nama eka-aluminium karena ia tahu bahwa
unsur ini jika sudah ditemukan pasti terletak di bawah unsur aluminium.
Unsur ini pertama kali ditemukan oleh ahli kimia Prancis bernama Paul-
Emile Lecoq de Boisbaudran pada thaun 1875. Penemuan terhadap unsur ini
terjadi setelah ia mempelajari spektrum (suatu spektrum sinar yang dihasilkan
jika suatu unsur dipanaskan) unsur-unsur kimia selma 15 tahun. Dengan dasar
bahwa setiap unsur memiliki spektrum sinarnya masing-masing, sehingga bisa
dijadikan metode untuk mengidentifikasi suatu unsur.
Lecoq de Boisbaudran berpendapat bahwa galium terdapat dalam bijih
seng, karena kedua unsur ini memiliki nomor atom yang berdekatan (Zn = 30
dan Ga = 31). Pada Agustus 1875, menggunakan metode spektroskopi, Lecoq
de Boisbaudran akhirnya memastikan bahwa ia menemukan unsur galium.
Dalam laporannya, Lecoq de Boisbaudran mengatakan bahwa unsur spketrum
unsur baru ini terdiri dari sinar ungu/violet yang sempit tetapi mudah terlihat.
Setahun kemudian, Lecoq de Boisbaudran berhasil medapatkan logam
galium murni melalui elektrolisis galium hidroksida dalam kalium hidroksida.
Berkat penemuannya tersebut, Lecoq de Boisbaudran diberi berton-ton bijih
seng oleh para penambang. Dari bijih ini, dia bisa akhirnya bisa memproduksi
beberapa gram logam galium murni. Lecoq de Boisbaudran memberi nama
unsur baru yang ditemukannya sebagai Galium, yang berasal dari bahasa Latin
untuk negara Perancis, “galia”.
2. Sifat-sifat galium
Galium padat merupakan logam abu-abu kebiruan yang memiliki struktur
kristal ortorombik, sedangkan galium murni memiliki warna keperakan
menakjubkan. Unsur ini satu dari empat logam: raksa, cesium dan rubidium
yang dapat berbentuk cair dekat pada suhu ruangan. Oleh karena itu galium
dapat digunakan pada termometer suhu tinggi. Ia memiliki tekanan uap rendah
pada suhu tinggi.
Galium padat cukup lunak sehingga bisa dipotong dengan pisau. Unsur ini
stabil di udara dan air, tetapi bereaksi dan larut dalam asam dan basa. Ada
tendensi yang kuat untuk galium menjadi super dingin dibawah titik bekunya.
Oleh karena itu proses seeding diperlukan untuk menginisiasi solidifikasi.
Galium yang sangat murni bewarna keperakan dan logam ini memuai
sebayak 3.1% jika berubah dari bentuk cair ke bentuk padat. Oleh karena itu,
galium tidak boleh disimpan dalam gelas atau kontainer logam karena ia akan
merusak tempatnya jika galium tersolidifikasi. Elemen ini tidak rentan terhadap
serangan asam-asam mineral.
Galium tidak terdapat dalam bentuk murni di alam. Galium sebenarnya
lebih berlimpah dari timbal tapi lebih sulit diakses karena tidak terkonsentrasi
selektif dalam mineral sehingga persebarannya cenderung luas. Beberapa bijih
logam seperti bauksit mengandung sejumlah kecil galium. Selain itu, batubara
juga memiliki konten galium relatif tinggi.
3. Kegunaan Galium
Galium paling banyak digunakan dalam bidang elektronika. Faktanya,
sekitar 95 persen galium yang diproduksi setiap tahunnya digunakan untuk
membuat galium arsenida (GaAs), suatu senyawa yang digunakan untuk
membuat sirkuit mikrowave dan infrared, semikonduktor dan LED berwarna
biru dan ungu. Galium arsenida bisa menghasilkan cahaya laser jika dialiri oleh
listrik sehingga bisa digunakan untuk membuat penel surya.
Senyawa galium nitrida (GaN) digunakan sebagai semikonduktor dalam
teknologi Blu-ray (suatu format DVD yang didesain untuk menyimpan data
dan video high definition), smartphone, sensor tekanan untuk teknologi layar
sentuh.
Galium dapat dengan mudah berikatan dengan unsur logam lainnya
sehingga sering digunakan untuk membuat alloy (campuran logam) dengan
titik leleh yang rendah. Galium merupakan salah satu dari 4 unsur logam (3
lainnya adalah raksa, rubidium dan cesium) yang bisa berwujud cair pada suhu
kamar. Diantara keempat logam tersebut, galium merupakan unsur yang paling
tidak reaktif dan tidak beracun. Sifat ini membuat galium aman digunakan oleh
manusia dan lingkungan sehingga sering dimanfaatkan untuk membuat
termometer suhu tinggi, barometer, dan AC.
Galium cair bersifat lengket sehingga akan mudah menempel pada kaca,
kulit tubuh atau pada kebanyakan bahan kecuali grafit, pasir dan teflon. Galium
cair juga mengembang ketika membeku sehingga logam ini tidak bisa disimpan
dalam wadah kaca. Galium juga punya manfaat dibidang kesehatan.
Contohnya, isotop radioaktif Ga-67 sering digunakan untuk mengecek ada atau
tidaknya peradangan, infeksi atau kanker di dalam tubuh seseorang. Galium
nitrat digunakan dalam banyak obat-obatan, seperti untuk menyembuhkan
penyakit hiperkalsemia (suatu penyakit yang bisa memicu munculnya tumor
pada tulang).
Galium membasahi gelas atau porselen dan membentuk kaca yang
menakjubkan jika dicat pada gelas. Unsur ini banyak digunakan sebagai bahan
doping untuk semikonduktor dan transistor. Galium memiliki sifat
semikonduktor, terutama sebagai gallium arsendite (GaAs). Galium arsenide
(GaAs) dapat mengubah aliran listrik menjadi cahaya dan dapat dipakai
sebagai bahan campuran logam, digunakan dalam light emitting diodes (LED)
pada berbagai layar alat elektronik dan jam tangan.
Galium cair jika dikenakan pada permukaan porselin dan kaca akan
membentuk lapisan terang sangat reflektif yang bisa digunakan membuat
cermin. Galium mudah berpadu dengan sebagian besar logam sehingga
digunakan untuk membentuk paduan dengan titik leleh rendah. Plutonium pit
pada senjata nuklir menggunakan paduan logam galium untuk menstabilkan
alotrop plutonium. Analog integrated circuit merupakan salah satu aplikasi
paling umum untuk galium, dengan perangkat optoelektronik (kebanyakan
dioda laser dan dioda pemancar cahaya) sebagai penggunaan terbesar kedua.
4. Isotop Galium
Ada dua isotop galium terstabil yaitu 69Ga dan 71Ga. 69Ga memiliki
kelimpahan 60,11% dan stabil dengan 38 neutron sedangkan 71Ga memiliki
kelimpahan 39,89% dan stabil dengan 40 neutron.
D. INDIUM
Simbol dan Golongan: In, golongan III A Electron: 49
Warna: Putih keperakan Proton: 49
Massa atom: 114,82 Neutron: 66
Bentuk: Padat Elektron: 2,8,18,18,3
Titik leleh: 156,6 oC, 429,8 K Konfigurasi elektron: [Kr] 4d10 5s2 5p1
Titik didih: 2070 oC, 2343 K Massa jenis @ 20oC: 7.31 g/cm3
a. Sejarah Indium
Pada tahun 1863, kimiawan Jerman Ferdinand
Reich dan Hieronymous Theodor Richter menguji bijih dari
pertambangan di sekitar Freiberg, Saxony. Mereka melarutkan
mineral pirit, arsenopirit, galena, dan sfalerit dalam asam klorida serta
mendistilasi seng klorida mentah. Reich, yang merupakan seorang
penderita buta warna, mengangkat Richter sebagai asistennya untuk
mendeteksi warna garis spektrum. Mereka mengetahui bahwa bijih
dari area tersebut kadang-kadang mengandung thallium, mereka
mencari garis spektrum emisi thallium yang berwarna hijau. Tidak
disangka, mereka malah menemukan garis biru terang. Oleh karena
garis biru tersebut tidak cocok dengan unsur yang telah dikenal,
mereka membuat hipotesis adanya unsur baru dalam mineral. Mereka
menyebutnya indium, dari warna indigo yang mereka lihat dalam
spektrum tersebut, sesuai nama Latinnya, indicum. Richter mengisolasi
logam tersebut pada tahun 1864. Unsur itu dinamai sesuai dengan garis
spektral karakteristiknya yaitu ‘indi’ yang berasal dari warna nila.
b. Sifat Fisika
1) Logam berwarna putih-keperakan yang sangat ulet dengan
kilau terang.
2) Sangat lembut seperti natrium, dan bisa dipotong menggunakan
pisau.
3) Meninggalkan garis yang terlihat di atas kertas.
4) Anggota golongan 13 pada tabel periodik.
5) Seperti timah, suara melengking bernada tinggi terdengar saat
indium ditekuk – suara berderak akibat pengembaran kristal.
6) Seperti galium, indium mampu membasahi kaca.
7) Memiliki titik leleh rendah, 156,60 °C (313,88 °F); lebih tinggi
daripada homolognya yang lebih ringan, galium, tapi lebih
rendah daripada homolognya yang lebih berat, thallium, dan
lebih rendah daripada timah.
8) Titik didihnya adalah 2072 °C (3762 °F), lebih tinggi daripada
thallium, tapi lebih rendah dari galium, terbalik dengan
kecenderungan titik leleh pada umumnya, tetapi kecenderungan
menurunnya sesuai dengan golongan logam pasca transisi
lainnya karena lemahnya ikatan logam dengan sedikit elektron
terdelokalisasi.
9) Densitas indium adalah 7,31 g/cm3, lebih besar daripada
galium, tapi lebih rendah daripada thallium.
10) Di bawah temperatur kritis, 3,41 K, indium
menjadi superkonduktor.
11) Pada suhu dan tekanan standar, indium mengkristal
dalam sistem kristal tetragonal yang berpusat pada muka.
12) Indium menampilkan respons viskoplastik ulet, yang
ditemukan sebagai ketegangan dan kompresi yang tidak
tergantung pada ukuran. Namun, ini memiliki efek
ukuran dalam pembengkokan dan lekukan, terkait dengan skala
panjang pada tingkat 50-100 µm, relatif besar bila
dibandingkan dengan logam lainnya.
c. Sifat Kimia (Karakteristik)
1) Dalam senyawa berbentuk In3+.
2) Dalam beberapa kasus, pasangan elektron 5s tidak disumbangkan,
menghasilkan In+.
3) Stabilisasi keadaan monovalen terkait dengan efek pasangan inert,
di mana efek relativistik menstabilkan orbital 5s, banyak senyawa
indium(I) adalah reduktor kuat.
Indium (I) bersifat reduktor kuat karena Indium (1) cenderung
mudah mengalami oksidasi menjadi Indium (III) yang lebih stabil
dalam bentuk senyawa.
4) Indium(I) oksida dan hidroksida bersifat lebih basa, sedangkan
indium(III) oksida dan hidroksida bersifat lebih asam.
Sebenarnya Indium (III) bereaksi dengan air akan menghasilkan
Indium (III) hidroksida yang mudah larut dan bersifat amfoter.
5) Logam indium tidak bereaksi dengan air, namun dioksidasi oleh
oksidator kuat seperti halogen, menghasilkan senyawa indium(III).
Dalam bentuk logam Indium tidak bereaksi dengan air, karena
dapat bereaksi dengan air ketika berbentuk Indium (III) oksida
atau In2O3 yaitu logam indium yang sudah dioksidasi oleh
oksidator kuat.
d. Isotop Indium
Indium memiliki 39 isotop yang diketahui, dengan rentang nomor
massa antara 97 sampai 135. Hanya dua isotop yang terjadi secara
alami yaitu 113Indium yang merupakan satu-satunya isotop stabil, dan 115Indium yang memiliki waktu paruh 4,41×1014 tahun. Waktu
paruh 115In sangat lama karena peluruhan beta
menjadi 115Sn adalah spin-terlarang. 115Indium menyusun 95,7% dari
total indium, dan 113Indium menyusun 4,3% dari total indium. Indium
adalah satu dari tiga unsur yang diketahui (yang lain
adalah telurium dan renium) di mana isotop stabil kurang berlimpah di
alam daripada radioisotop primordial berumur panjang.
Isotop buatan paling stabil adalah 111Indium, dengan waktu paruh
kira-kira 2,8 hari. Semua isotop lainnya memiliki waktu paruh lebih
pendek dari 5 jam. Indium juga memiliki 47 keadaan meta, di
antaranya 114m1Indium (waktu paruh sekitar 49,51 hari) adalah yang
paling stabil, lebih stabil daripada keadaan dasar setiap isotop indium
selain isotop primordial. Semua peluruhan merupakan transisi
isomerik. Isotop indium yang lebih ringan daripada 115In terutama
meluruh melalui tangkapan elektron atau emisi positron untuk
membentuk isotop kadmium, sedangkan isotop indium lainnya
mulai 115In dan yang lebih besar didahului peluruhan peluruhan beta
minus untuk membentuk isotop timah.
e. Kelimpahan Indium di Alam
Di kerak bumi, indium jarang berada sebagai butiran logam bebas,
terlalu langka dan kecil untuk kepentingan komersial. Indium
adalah unsur paling melimpah di kerak bumi kira-kira 160 ppb, kira-
kira sama melimpahnya seperti kadmium. Kurang dari 10 mineral
indium yang diketahui dan tidak ada satupun endapan yang bermakna.
Dua di antaranya adalah dzhalindite (In(OH)3) dan indit (FeIn2S4).
Indium cenderung berada bersama dengan seng dalam mineral sulfida
karena kedua unsur tersebut memiliki jari-jari atom dan sifat kimia
yang serupa. Berdasarkan kandungan indium dalam bijih seng, total
cadangan indium yang layak secara ekonomis sekitar 6.000 ton.
Kelimpahan di kerak bumi yaitu 250 bagian per miliar berat atau 47
bagian per miliar mol. Kelimpahan di tata surya yaitu 4 bagian per
miliar berat atau 40 bagian per triliun per mol.
f. Produksi Indium
Indium tidak memiliki mineral atau bijih dengan konsentrasi unsur
yang tinggi. Secara komersial, indium diekstraksi sebagai produk
sampingan dari permuniam seng. Indium juga diekstraksi dari besi,
timbal, dan bijih tembaga. Keterbatasan deposit mineral indium dan
adanya fakta bahwa indium banyak dalam deposit
sulfida timbal, timah, tembaga, besi, dan terutama seng, membuat
produksi seng dan timbal menjadi sumber utama indium. Indium
biasanya dari terak (slag) dan debu produksi seng. Pemurnian lanjutan
dilakukan dengan cara elektrolisis. Proses pastinya bervariasi sesuai
komposisi tepatnya dari terak dan debu. Produksi utama indium
berasal dari residu yang dihasilkan selama pemrosesan bijih seng,
tetapi juga ditemukan dalam bijih besi, timbal, dan tembaga.
China merupakan produsen utama indium (390 ton pada tahun
2012), diikuti Kanada, Jepang, dan Korea Selatan dengan masing-
masing 70 ton. Pabrik pengolahan Teck Cominco di Trail, British
Columbia, adalah produsen indium salah satu sumber tunggal terbesar,
dengan produksi sebesar 32,5 ton pada tahun 2005, 41,8 ton pada
tahun 2004 dan 36,1 ton pada tahun 2003. Tambang Malku Khota di
Bolivia yang dioperasikan oleh South American Silver
Corporation adalah sebuah sumber indium besar dengan cadangan
terlihat 1.481 ton dan cadangan rekaan sebesar 935 ton. Tambang
Mount Pleasent di New Brunswick, Kanada, yang dioperasikan
oleh Adex Mining Inc memegang sebagian besar sumber daya indium
dunia.
g. Aplikasi dan Kegunaan Indium
• Tahun 1924, indium ditemukan memiliki sifat yang berharga yaitu
untuk menstabilkan logam non-besi, dan itu menjadi penggunaan
signifikan pertama unsur tersebut.
• Aplikasi indium berskala besar pertama adalah untuk
pelapisan bantalan pada mesin pesawat terbang berkinerja tinggi
selama Perang Dunia II, untuk melindungi dari kerusakan
dan korosi.
• Tahun 1950-an, butiran kecil indium digunakan untuk pemancar
dan pengumpul PNP transistor sambungan dwikutub. Indium
digunakan dalam PNP transistor sambungan
dwikutub dengan germanium dimana bila disolder pada suhu
rendah, indium tidak menekan germanium.
• Pada pertengahan dan akhir 1980an,
pengembangan semikonduktor indium fosfida dan film
tipis indium timah oksida untuk penampil kristal cair (LCD)
membangkitkan banyak minat.
• Pada tahun 1992, aplikasi film tipis telah menjadi penggunaan
akhir terbesar.
• Indium(III) oksida dan indium timah oksida (ITO) digunakan
sebagai pelapis konduktif transparan pada substrat kaca dalam
panel elektroluminesen. Indium timah oksida digunakan sebagai
filter cahaya di lampu uap natrium bertekanan rendah. Radiasi
inframerah dipantulkan kembali ke lampu, yang meningkatkan
suhu di dalam tabung dan meningkatkan kinerja lampu.
• Indium memiliki banyak aplikasi yang berhubungan
dengan semikonduktor.
• InAs dan InSb digunakan untuk transistor dengan suhu rendah dan
InP untuk transistor dengan suhu tinggi.
• Dalam fotovoltaik sebagai semikonduktor tembaga indium galium
selenida (Copper Indium Gallium Selenide, CIGS), yang disebut
juga sel surya CIGS, suatu jenis sel surya film tipis generasi kedua.
• Kabel Indium digunakan sebagai segel segel vakum dan konduktor
termal pada aplikasi kriogenik dan vakum ultra-tinggi, dalam
aplikasi manufaktur seperti gasket yang berubah bentuk untuk
mengisi celah.
• Salah satu dari banyak pengganti raksa dalam baterai alkaline
untuk mencegah seng dari korosi dan melepaskan gas hydrogen.
• Penampang tangkapan neutron tinggi Indium untuk neutron termal
membuatnya sesuai untuk digunakan dalam batang kendali pada
reaktor nuklir, biasanya dalam paduan perak 80%, indium 15%,
dan kadmium 5%. Dalam teknik nuklir, reaksi (n,n') 113In
digunakan untuk menentukan besarnya fluks neutron.
E. TALIUM
Nama latin Talium Konfigurasi
elektron
[Xe] 4f14 5d10 6Ss2
6p1
Simbol Tl Titik lebur 577 K
Golongan IIIA Titik didih 1746 K
Periode 6 Massa jenis 11,85 g/cm3
Kategori unsur Logam miskin Bentuk Padatan
Nomor atom 81 Warna Putih keperakan
Massa atom 204,3833 Bilangan oksidasi 3,2,1
Talium adalah suatu unsur kimia yang terdapat pada golongan IIIA
(kelompok boron) dengan nomor atom 81. Logam ini sangat beracun dan pernah
digunakan sebagai bahan racun tikus dan insektisida. Namun, karena diketahui
unsur ini dapat menyebabkan kanker penggunaan unsur Talium untuk hal tersebut
telah dikurangi atau dilarang di banyak negara. Unsur ini juga dipergunakan
sebagai detektor inframerah.
Bentuk murni Talium tersedia di kerak bumi dan merupakan logam putih
kebiruan. Talium merupakan unsur tidak berwarna dan tidak berbau dalam
bentuknya yang murni. Talium adalah logam yang sangat lembut yang bisa
dipotong dengan pisau pada suhu kamar. Talium mudah teroksidasi pada kontak
lama dengan udara dan menghasilkan lapisan oksida terbentuk pada Talium. Oleh
karena itu, untuk menghindari pembentukan oksida ini, Talium disimpan dalam
minyak. Ini akan bergabung dengan uap air di atmosfer untuk membentuk
hidroksida. Talium larut dengan cepat dalam asam sulfat dan asam nitrat dan
membentuk garam sulfat dan nitrat. Logam Talium ini juga diperoleh sebagai
hasil sampingan dari zinc dan pemurnian timah.
a. Sejarah
Unsur Talium pertama kali ditemukan oleh seorang ahli kimia Inggris, Sir
William Crookes pada tahun 1861. Crookes memperoleh lumpur yang tersisa
dari produksi asam sulfat (H2SO4). Setelah membuang semua selenium dari
lumpur lalu diperiksa dengan alat yang dikenal sebagai spektroskop untuk
mencari tanda-tanda telurium. Dari pengamatan garis spektrum kuning yang
dihasilkan oleh telurium, ia juga mengamati garis hijau terang yang belum
pernah dilihat sebelumnya.
Crookes menamai unsur baru yang diproduksi dari garis hijau dengan
nama Talium, yang berasal dari kata Yunani ‘Thalos’ yang berarti ranting
hijau. Kemudian pada tahun berikutnya Talium diperoleh dengan isolasi dari
sampelnya. Talium ditemukan dalam mineral crooksite (CuThSe), lorandite
(TlAsS2) dan hutchinsonite ((Pb, Tl) 2As5S9), tapi biasanya diperoleh sebagai
produk sampingan dari produksi asam sulfat atau sebagai produk sampingan
dari penyulingan seng atau timbal.
b. Karakteristik
1. Talium adalah logam keperakan yang sangat lunak, lunak, berkilau, dan
mencair pada suhu rendah yang memudar di udara menjadi oksida abu-abu
kebiruan.
2. Dalam penampilan logam ini menyerupai timah.
3. Logam dapat dengan mudah dipotong dengan pisau.
4. Biasanya ada dalam keadaan monovalen, Tl , dalam senyawanya.
5. Jika di larutkan dalam air, terbentuk talium hidroksida yang beracun
beracun (TlOH).
6. Talium larut perlahan dalam asam klorida dan asam sulfat encer dan larut
dengan cepat dalam asam nitrat.
c. Cara memperoleh talium
Logam talium diperoleh sebagai produk pada produksi asam belerang
dengan pembakaran pyrite dan juga pada peleburan timbal dan bijih besi.
Walaupun logam talium agak melimpah pada kulit bumi pada taksiran
konsentrasi 0,7 mg/kg, kebanyakan pada gabungan mineral potasium pada
tanah liat, tanah dan granit. Sumber utama talium ditemukan pada tembaga,
timbal, seng dan bijih sulfida lainnya. Sumber lain adalah pirit besi, yang
mengandung jejak Talium. Dasar lautan adalah sumber lain yang mengandung
nodul mangan yang mengandung Talium, namun bentuk ekstraksi Talium ini
dilarang karena dapat merusak samudra dan mengganggu ekosistem laut yang
dapat berakibat fatal. Sebuah survei geologi Amerika Serikat yang dilakukan
menunjukkan mayoritas produksi Talium dapat diperoleh sebagai produk
sampingan, dengan peleburan seng, tembaga dan bijih besi.
Logam talium ditemukan pada mineral crooksite (CuThSe), lorandite
(TlAsS2) dan hutchinsonite ((Pb, Tl) 2As5S9). Isolasi logam Talium mentah
terdapat di alam dalam bentuk debu dari cerobong asap bersama-sama dengan
arsen, kadmium, indium, germanium, timbal, dan zink. Talium dipisahkan dari
campuran tersebut dengan melarutkan campuran itu ke dalam larutan asam
sulfat menghasilkan endapan PbSO4. Lalu ditambahkan lagi dengan HCl agar
terbentuk endapan TlCl. Pemurnian lebih lanjut dapat dicapai dengan
elektrolisis larutan garam Talium. Kelimpahan talium pada kerak bumi adalah
850 bagian per milyar berat, 80 bagian per milyar per mol, sedangkan
elimpahan dalam tata surya adalah 1 bagian per miliar berat, 10 bagian per
triliun mol.
d. Reaksi-reaksi pada talium
- Reaksi talium dengan udara
Potongan logam talium yang segar akan memudar dengan lambat
memberikan lapisan oksida kelabu yang melindungi sisa logam dari
pengoksidasian lebih lanjut. Pada reaksi dengan oksida talium
menghasilkan Tl2O3 yang berwarna hitam cokelat yang terdekomposisi
menjadi Ti2O pada suhu 100oC
2 Tl(s) + O2(g) à Tl2O
- Reaksi talium dengan air
Talium terlihat tidak dapat bereaksi dengan air. Akan tetapi, logam talium
ini memudar dengan lambat dalam air basah atau larut dalam air yang
menghasilkan racun talium(I)hidroksida
2 Tl(s) + 2H2O(l) à 2 TlOH(aq) + H2(g)
- Reaksi talium dengan halogen
Logam talium bereaksi hebat dengan unsur-unsur halogen seperti fluorin
(F2), klorin (Cl2), dan bromin (Br2) membentuk talium (III) flourida,
talium (III) klorida, talium (III) bromida di mana ketiga senyawa ini
bersifat racun.
2 Tl(s) + 3 F2(g) à 2 TiF3(s)
2 Tl(s) + 3 Cl2(g) à 2 TiCl3(s)
2 Tl(s) + 3 Br2(g) à 2 TiBr3(s)
- Reaksi talium dengan asam
Talium larut dengan lambat pada asam sulfat atau asam klorida (HCl)
karena racun garam yang dihasilkan tidak larut.
e. Kegunaan
1. Digunakan sebagai bahan semikonduktor pada selenium
2. Digunakan sebagai dopant ( meningkatkan) kristal natrium iodida pada
peralatan deteksi radiasi gamma seperti pada kilauan alat pendeteksi
barang pada mesin hitung di supermarket.
3. Radioaktif talium-201 (waktu paruh 73 jam) digunakan untuk kegunaan
diagnosa pada pengobatan inti.
4. Jika talium digabungkan dengan belerang, selenium dan arsen, talium
digunakan pada produksi gelas dengan kepadatan yang tinggi yang
memiliki titik lebur yang rendah dengan jarak 125 dan 1500 C.
5. Talium digunakan pada elektroda dan larut pada penganalisaan oksigen.
6. Talium juga digunakan pada pendeteksi inframerah. Senyawa Talium yang
digunakan adalah Talium bromida (TiBr), Talium sulfida (TI2 S) dan
Talium iodida (TlI). Konduktivitas listrik dari perubahan sulfida Talium
saat terpapar radiasi infra merah. Oleh karena itu senyawa ini berguna
pada resistor foto.
7. Talium adalah racun dan digunakan pada racun tikus dan insektisida, tetapi
penggunaannya dilarang oleh banyak negara. Sejak tahun 1972, Amerika
Serikat melarang penggunaan Talium sebagai racun tikus karena masalah
keamanan.
8. Garam-garam Talium (III) seperti talium trinitrat, talium triasetat adalah
reagen yang berguna pada sintesis organic yang menunjukkan perbedaan
perubahan bentuk pada senyawa aromatik, keton dan yang lainnya.
9. Talium memiliki aplikasi yang luas di bidang medis. Talium digunakan
sebagai zat utama untuk kardiologi nuklir sebelum Technetium ditemukan
dalam kedokteran nuklir. Ini masih digunakan untuk tes stratifikasi risiko
untuk penyakit arteri coroner
10. Uji stress nuklir dilakukan di bidang obat. Talium digunakan untuk
melakukan stress test. Dalam tes ini, sebuah radio farmasi (agen yang
digunakan untuk diagnosis masalah medis) seperti Talium atau sestamibi
disuntikkan ke pembuluh darah tubuh manusia setelah orang tersebut
diminta untuk beristirahat sejenak. Foto diambil menggunakan kamera
gamma untuk memastikan distribusi farmasi radio yang tepat dalam darah
dan kemudian diminta berlari di atas treadmill dan tingkat EKG dipantau.
Proses ini diulang lagi dan pembacaan EKG dicatat. Perbedaan dalam
pembacaan EKG akan membantu dokter menentukan masalah yang
berhubungan dengan jantung manusia.
f. Talium memiliki 31 isotop yang waktu paruhnya diketahui, dengan jumlah
massa dari 179 hingga 210. Tungsten yang terjadi secara alami merupakan
campuran dari dua isotop stabilnya, Tl dan Tl dengan kelimpahan alami
masing-masing 29,5% dan 70,5%
F. NIHONIUM
Nihonium adalah unsur kimia sintetik dalam sistem periodik unsur yang
memiliki lambang Nh dan nomor atom 113 (dulu namanya adalah Ununtrium).
Nihonium pertama kali dilaporkan telah dibuat pada tahun 2003 oleh Joint
Institute for Nuclear Research di Dubna, Rusia dan pada tahun 2004 oleh tim
ilmuwan Jepang di RIKEN. Pada bulan Desember 2015, Persatuan Kimia Murni
dan Terapan Internasional (IUPAC) dan Persatuan Fisika Murni dan Terapan
Internasional (IUPAP) mengakui unsur tersebut dan memberikan prioritas
penemuan tersebut kepada RIKEN. Pada bulan November 2016, IUPAC
menerbitkan sebuah deklarasi yang mendefinisikan namanya sebagai nihonium.
Nama itu berasal dari nama Jepang yang umum untuk Jepang ( 日本 nihon ). Pada
tanggal 28 November 2016, namanya resmi
NIHONIUM DI TABEL PERIODIK
UNSUR
• Nomor atom :113
• Golongan : 13. Blok-p
• Periode : 7
• Kategori Unsur : Radioaktif
• Ar : 286
• Konfigurasi Elektron :
[Rn]5f146d107s2p1
SIFAT FISIKA NIHONIUM • Fase : Padat
• Titik lebur : 700 K
• Titik Didih : 1430 K
• Kepadatan : 16 gram/cm3
• Kalor peleburan : 7,61 kJ/mol
• Kalor penguapan : 130 Kj/mol
SIFAT KIMIA NIHONIUM Nihonium merupakan unsur sintesis
yang bersifat radioaktif
SIFAT ATOM • Bilangan Oksidasi : -1,1,3,5
• Energi Ionisasi:
Ke-1 : 704,9 kJ/mol
Ke-2 : 2238,5 kJ/mol
Ke-3 : 3203,3 kJ/mol
• Jari-jari atom : 170 pm
• Jari-jari kovalen : 172-180 pm
Konfigurasi elektron unsur Nihonium (Model Bohr) adalah sebagai berikut:
Nihonium dibuat menggunakan RIKEN’s Linear Accelerator Facility dan
pemisah ion GARIS di Wako, Jepang. Isotop yang dihasilkan adalah nihonium-
278, yang tidak bertahan lama waktu paruhnya kurang dari seperseribu detik. Tim
Morita telah memulai pekerjaan mereka pada September 2003. Ion seng (70Zn)
dibentuk menjadi berkas dalam akselerator partikel dan ditembakkan pada lapisan
tipis bismuth (209Bi) dalam reaksi fusi dingin. Dengan menggunakan metode ini,
para ilmuwan percaya mereka membuat satu atom unsur 113 pada bulan Juli 2004
dan lagi pada bulan April 2005. Pada setiap kesempatan atom dengan cepat
mengalami empat peluruhan alfa, pertama ke roentgenium-274, diikuti oleh
meitnerium-270, bohrium-266, dan dubnium-262.
Nihonium dibuat dengan menggabungkan seng-70
dengan bismuth-209 dalam reaksi nuklir
Peluruhan alfa : 278Nh ==> 274Rg ==> 270Mt ==> 266Bh ==> 262Db
Hasil ini tidak cukup untuk memenuhi IUPAC dan IUPAP. Pada tahun 2011
karena belum adanya koneksi yang kuat ke nuklida yang dikenal. Kemudian
peneliti melakukan penelitian kembali dan menyatakan suatu hipotesis yang baru
yaitu sinar ion natrium bertabrakan dengan target kurium menciptakan 266Bh yang
kemudian meluruh menjadi 262Db. Pada 12 Agustus 2012 para ilmuwan
mengamati peristiwa peluruhan ketiga dan konklusif. Nihonium diciptakan
dengan cara yang sama seperti sebelumnya dan mengalami peluruhan alfa empat
yang sama seperti sebelumnya. Selain itu, 262Db terus mengalami peluruhan alfa,
menghasilkan 258Lr diikuti oleh 254Md. Karena rantai tersebut telah sepenuhnya
dikarakterisasi, ini diambil sebagai demonstrasi yang jelas bahwa sumber rantai
peluruhan itu memang Nihonium, unsur 113. Pada tahun 2015, Partai Kerja
Bersama IUPAC / IUPAP (JWP) meninjau pekerjaan dan menyatakan bahwa:
“Tim kolaborasi RIKEN di Jepang telah memenuhi kriteria untuk elemen Z = 113
dan akan diundang untuk mengusulkan nama dan simbol permanen.
DAFTAR PUSTAKA
https://www.academia.edu/8677310/Anorganik._alumunium_dan_boron
Azo materials.(2002). Aluminium - Specifications, Properties, Classifications and
Classes. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=2863
BORAT, ASAM SITRAT DAN KARBON AKTIF. Jurnal Sains & Teknologi
Modifikasi Cuaca, Vol. 11, No. 1.
https://www.chemicool.com/elements/boron.html
Cowley, A.H., Jones, R.A., Mardones, M.A., & Nunn, C.M. (1991).
Isopropylphosphido and arsenido derivatives of gallium and indium.
Isolation of gallium-phosphorus and indium-phosphorous dimmers and
trimers. Organometallics, 10(5), 1635-1637.
Harsanti, Dini.2010. SINTESIS DAN KARAKTERISASI BORON KARBIDA
DARI ASAM
https://ms.wikipedia.org/wiki/Boron
Wikipedia.(2018) Alumunium. https://id.wikipedia.org/wiki/Aluminium
https://www.scribd.com/doc/260433804/BORON-HIDRIDA-pdf
Pettruci. Ralph.H. (1999). Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Edisi ke 4
Jilid III. Jakarta : Erlangga.
Sugiyanto, Kristian H dan Suyanti, Retno D. (2010). Kimia Anorganik Logam.
Yogyakarta : Graha Ilmu.
Sunardi. (2008). 116 Unsur Kimia. Bandung : Iyrama Widya.
Widom, M dan Mihalkovic, Marek.2007. Symmetry-broken crystal structure of
elemental boron at low temperature.
https://www.researchgate.net/publication/1901699_Symmetry-
broken_crystal_structure_of_elemental_boron_at_low_temperature
