ALUMINIUM DAN TAWAS
Aluminium (atau aluminum,alumunium,almunium,alminium) ialah unsur kimia. Lambang aluminium ialah Al, dan nomor atomnya 13. Aluminium ialah logam paling berlimpah. Aluminium bukan merupakan jenis logam berat, namun merupakan elemen yang berjumlah sekitar 8% dari permukaan bumi dan paling berlimpah ketiga. Aluminium terdapat dalam penggunaan aditif makanan, antasida, buffered aspirin, astringents, semprotan hidung, antiperspirant, air minum, knalpot mobil, asap tembakau, penggunaan aluminium foil, peralatan masak, kaleng, keramik , dan kembang api. Aluminium merupakan konduktor listrik yang baik. Terang dan kuat. Merupakan konduktor yang baik juga buat panas. Dapat ditempa menjadi lembaran, ditarik menjadi kawat dan diekstrusi menjadi batangan dengan bermacam-macam penampang. Tahan korosi. Aluminium digunakan dalam banyak hal. Kebanyakan darinya digunakan dalam kabel bertegangan tinggi. Juga secara luas digunakan dalam bingkai jendela dan badan pesawat terbang. Ditemukan di rumah sebagai panci, botol minuman ringan, tutup botol susu dsb. Aluminium juga digunakan untuk melapisi lampu mobil dan compact disks. Aluminium oksida adalah sebuah senyawa kimia dari aluminium dan oksigen, dengan rumus kimia Al2O3. Nama mineralnya adalah alumina, dan dalam bidang pertambangan, keramik dan teknik material senyawa ini lebih banyak disebut dengan nama alumina.
Sifat-sifat
Aluminium oksida adalah insulator (penghambat) panas dan listrik yang baik. Umumnya Al2O3 terdapat dalam bentuk kristalin yang disebut corundum atau α-aluminum oksida. Al2O3 dipakai sebagai bahan abrasif dan sebagai komponen dalam alat pemotong, karena sifat kekerasannya. Aluminium oksida berperan penting dalam ketahanan logam aluminium terhadap perkaratan dengan udara. Logam aluminium sebenarnya amat mudah bereaksi dengan oksigen di udara. Aluminium bereaksi dengan oksigen membentuk aluminium oksida, yang terbentuk sebagai lapisan tipis yang dengan cepat menutupi permukaan aluminium. Lapisan ini melindungi logam aluminium dari oksidasi lebih lanjut. Ketebalan lapisan ini dapat ditingkatkan melalui proses anodisasi. Beberapa alloy (paduan logam), seperti perunggu aluminium, memanfaatkan sifat ini dengan menambahkan aluminium pada alloy untuk meningkatkan ketahanan terhadap korosi. Al2O3 yang dihasilkan melalui anodisasi bersifat amorf, namun beberapa proses oksidasi seperti plasma electrolytic oxydation menghasilkan sebagian besar Al2O3 dalam bentuk kristalin, yang meningkatkan kekerasannya.
Proses fabrikasi
Secara alami, aluminium oksida terdapat dalam bentuk kristal corundum. Batu mulia rubi dan sapphire tersusun atas corundum dengan warna-warna khas yang disebabkan kadar ketidakmurnian dalam struktur corundum. Aluminium oksida, atau alumina, merupakan komponen utama dalam bauksit bijih aluminium yang utama. Pabrik alumina terbesar di dunia adalah Alcoa, Alcan, dan Rusal. Perusahaan yang memiliki spesialisasi dalam produksi dari aluminium oksida dan aluminium hidroksida misalnya adalah Alcan dan Almatis. Bijih bauksit terdiri dari Al2O3, Fe2O3, and SiO2 yang tidak murni. Campuran ini dimurnikan terlebih dahulu melalui Proses Bayer:
Al2O3 + 3H2O + 2NaOH + panas → 2NaAl(OH)4
Fe2O3 tidak larut dalam basa yang dihasilkan, sehingga bisa dipisahkan melalui penyaringan. SiO2 larut dalam bentuk silikat Si(OH)62-. Ketika cairan yang dihasilkan didinginkan, terjadi endapan Al(OH)3, sedangkan silikat masih larut dalam cairan tersebut. Al(OH)3 yang dihasilkan kemudian dipanaskan
2Al(OH)3 + panas → Al2O3 + 3H2O
Al2O3 yang terbentuk adalah alumina.
Pada 1961, perusahaan General Electric mengembangkan Lucalox, alumina transparan yang digunakan dalam lampu natrium. Pada Agustus 2006, ilmuwan Amerika Serikat yang bekerja untuk 3M berhasil mengembangkan teknik untuk membuat alloy dari aluminium oksida dan unsur-unsur lantanida, untuk memproduksi kaca yang kuat, yang disebut alumina transparan.
Penggunaan
Setiap tahunnya, 65 juta ton alumina digunakan, lebih dari 90%-nya digunakan dalam produksi logam aluminium. Aluminium hidroksida digunakan dalam pembuatan bahan kimia pengelolaan air seperti aluminium sulfat, polialuminium klorida, dan natrium aluminat. Berton-ton alumina juga digunakan dalam pembuatan zeolit, pelapisan pigmen titania dan pemadam api. Aluminium oksida memiliki kekerasan 9 dalam skala Mohr. Hal ini menyebabkannya banyak digunakan sebagai abrasif untuk menggantikan intan yang jauh lebih mahal. Beberapa jenis ampelas, dan pembersih CD/DVD juga menggunakan aluminium oksida. Aluminium, Al merupakan anggota golongan IIIA berada dialam sebadai aluminosilikat dikerak bumi dan lebih melimpah daripada besi. Mineral aluminium yang paling penting dalam metalrugi adalah bauksit AlOx(OH)3-2x(0<x<1). Walaupun Al adalah logam mulia yang mahal diabad ke-19 harganya jatuh bebas setelah dapat diproduksi dengan jumlah besar elektrolisis alumina, Al2O3yang telah dilelehkan dalam krolit Na3AlF6. namun karena produksinya memerlukan sejumlah besar energi listrik, metalurgi aluminium hanya di Negara dengan harga energi listrik yang rendah. Sifat aluminium dikenal dengan baik dan aluminium banyak digunakan dalam keseharian, misalnya untuk koin, panic dan kusein. Logam aluminium digunakan dengan kemurnian lebih dari 99% dan logam atau paduannya (missal : duralium) banyak digunakan (saito, 1996: 112). Aluminium dibuat dalam skala besar dari bauksit Al2O3.nH2O (n=1-3). Ia dimurnikan dengan pelarutan dalam NaOH akua dan diendapkan ulang sebagai Al(OH)3dengan mengunakan CO2. hasil dehidrasi dilarulkan dalam lelehan kriolit dan lelehannya pada suhu 800-1000oC di elektrolisis mesti sangat elektropositif, ia bagaimanapun juga tahan terhadap korosi karena lapisan oksidanya yang kuat dan liat yang terbentuk pada permukaannya. Aluminium larut dalam asam encer, tetapi dipasifkan oleh HNO3Pekat. Logamnya dapt bereaksi dengan NaOH panas, Halogen dan berbagai non logam (Cotton, 1989: 288). Senyawa tawas merupakan senyawa Al yang memiliki rumus molekul AlK(SO4)2.12 H2O. Senyawa ini dapat dijumpai dengan mudah di pasaran, bermanfaat dalam proses penjernihan air dan industri pencelupan atau pewarnanAluminium sulfat dapat juga dipakai sebagai bahan pemadam kebakaran tipe busa jika dicampur dengan soda NaHCO3. dalam proses penjernihan air, biasanya tawas dicampur dengan air kapur Ca(OH)2dan persamaan reaksi yang terjadi adalah :
Al3+(aq) + SO42-(aq) + Ca2+(aq) + 3OH-(aq) → Al(OH)3 (s) + CaSO4 (s)
Produk reaksi berupa glatin yang mampu menyerap kotoran dan zarah bakteri untuk dibawa mengendap kedasr tempat air sehingga diperoleh air yang jernih. Kekeruhan air dapat dihilangkan dengan penambahan zat kimia yang disebut koagulan. Pada umumnya bahan seperti tawas (AlK(SO4)2), fero sulfat, polialmunium klorida (PAC) dan poli elektrolit organic dapat digunaka sebagai koagulan. Senyawa Al2(SO4)3atau tawas digunakan untuk menjernihkan air. Aluminium sulfat ini dengan kapu membentuk endapan glatin Al(OH)3. Senyawa ini dibuat dengan mereaksikan bauksit dengan asam sulfat dengan reaksi sebagai berikut :
Al2O3 (s) + 3H2SO4 (g) → Al2(SO4)3 (aq)H2O (l)
Dan bila mengkristal menjadi Al2(SO4)3.18H2O .Logam aluminium Al merupakan logam golongan IIIA pada system periodic. Logam ini memiliki sifat ringan, tahan panas dan cnderung inert karena adanya lapisan tipis Al2O3pada permukan logam tersebut (Sugiarto, 2003). Al sendiri dapat diproduksi dari bahan tambang bausit (Al2O3) dengan penambahan kriolit Na3(AlF6). Logam ini ini biasanya dialoikan dengan Cu atau Mg agar lebih Keras. Karena logam ini memiliki titik lebur yang tinggi maka digunakan pada bahan campuran pembuatan furnace.Salah stu senyawa aluminium yang sering dipakai adalah tawas AlK(SO4)2. Senyawa ini merupakan agen koagulan untuk mengkoagulasi logam alkali tanah khususnya logam Ca, dimana Ca akan diendapkan berupa gelatin CaSO4. tawas sendiri dapat dibuat dengan mereaksikan Al2(SO4)3pada kondisi panas dan larutan lewat jenuh dengan penambahan senyawa K2SO4sebagaimana yang kita lakukan dalam praktikum. Dalam proses pembuatan larutan Al2(SO4)3dilakukan dengan penambahan 33,7 g Al2(SO4)3dengan air panas 80oC dan susu tidak boleh lebih agar Al2(SO4)3 tidak terhidrolisis dan larutan dalam keadaan lewat jenuh sehingga lewat jenuh agar nantinya dapat dilakukan rekristalisasi untuk mendapatkan hasilnya. Saat pelarutan terjadi larutan Al2(SO4)3jika terdapat pada suhu yang lebih rendah akan membentuk larutan kental dan jika didiamkan akan menjadi mengkristal. Oleh karena itu sebaiknya di reaksikan dengan K2SO4dalam kondisi panas dan masih dalam keadaan cair. Larutn K2SO4ini juga berupa larutan jenuh, hal ini dilihat saat pelarutan sangat sulit sekali melarutkan 8,7 gr K2SO4dalam kondisi basa, sehingga harus sedikit dipanaskan agar dapat larut semuanya. Kedua larutan tersebut di buat lewat jenuh agar nantinya dapat di krislaisasi dengan mudah. Tawas merupakan senyawa terhidrat maka dalam perhitungannya mol hasil percobaan harus menghitung juga Mr dari H2O. Senyawa-senyawa yang direaksikan juga berupa hidrat yaitu Al2(SO4)3.18H2O. saat pengendapan kedua larutan kita mendapatkan kristal putih yang mengendap di dasar gelas kimia. Endapan inilah yang dinamakan tawas yang selanjutnya disaring dengan kertas saring serta dilakukan pembilasan dengan aquadest . hal ini dimaksudkan untk menghilangkan ion K+dan Al3+atau SO42- yang tidak ikut bereaksi.
Tawas yang kami dapatkan sebesar 38,71 gr dan menurut perhitungan tawas
Secara teori memiliki berat sebesar 27,038 g. dari berat diatas kita dapat mencari nilai persentase rendemennya. Sesuai dengan analisa data persentase rendemen yang didapat sebesar 69,85 %. Persentase tersebut lebih besar dari teori yaitu sekitar 3/2 teori sehingga rendemennya yang besar. Hal ini disebabkan adanya kesalahan dalam penimbangan bahan atau saat penimbangan tawas yang belum benar-bemar kering sehingga air mempengaruhi hasil timbagan.
Dasar Teori
Tawas atau alum merupakan persenyawaan garam kompleks yaitu yang mempunyai rumusan kimia K 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 24H 2 O dan Na 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 24H 2 O. Bahan galian ini banyak kegunaannya yaitu sebagai bahan untuk membersihkan air, bahan cat, bahan penyamak kulit, bahan persenyawaan kimia, sumber natrium dan kalium pada bahan-bahan antiseptik, pengawet minuman dan obat-obatan.
Persenyawaan kedua zat kimia ini membutuhkan media. Media atau medium berasal dari kata latin “medius” yang berarti ‘tengah’ atau ‘antara’. Secara umum pengertian media simulasi adalah semua bentuk perantara yang dipakai orang menyebar ide, sehingga ide atau gagasan itu sampai pada penerima. Di lain pihak media simulasi pembelajaran adalah segala sesuatu yang dapat digunakan untuk menyalurkan pesan (message) , merangsang pikiran, perasaan, perhatian dan kemauan siswa sehingga dapat mendorong proses belajar. Pembentukan stalaktit merupakan suatu model yang biasa digunakan sebagai media simulasi. Pembuatannya memerlukan bahan yang sederhana yaitu air, tepung boraks dan tepung tawas. Agar reaksi antara boraks dan tawas bisa menjadi tiruan stalaktit yang sempurna, maka harus mengkuti langkah-langkah seperti ini:
Menyediakan alat dan bahan yang diperlukan. Alat dan bahan tersebut berupa air suling, sendok, bejana (volume 1 liter), serbet kertas, tepung boraks, dan tepung tawas; menuangkan (menambahkan) tepung boraks ke dalam bejana lalu mengaduk hingga rata;
Melipat selembar serbet kertas dua kali di tengah-tengahnya;
Memasukkan sudut serbet kertas yang terlipat ke dalam bejana sampai ujungnya tercelup;
Membuka satu helai lipatan ke pinggir-pinggir sehingga membentuk corong;
Menuangkan tawas ke dalam corong. Tawas harus sampai ke dasar corong sehingga menyentuh cairan.
Stalaktit tiruan yang muncul adalah bangun ramping yang panjang dan halus bergantung pada kertas. Hal ini dapat terjadi diakibatkan di dalam corong kertas, tawas dan boraks bersatu membentuk bahan padat yang disebut alumunium boraks. Gravitasi menarik butir-butir kecil zat padat itu melewati lubang-lubang pada serbet kertas. Gaya tarik gravitasi ke bawah terhadap partikel renik memindahkan zat padat melalui cairan ke dasar bejana. Sebagian partikel terlalu besar sehingga tidak dapat ditarik melalui lubang diantara serat-serat kertas.
Media simulasi tersebut menggantung ke dalam cairan. Dalam keadaan sesungguhnya bahan padat yang berupa butir-butir kecil jatuh melalui lubang pada atap gua dan menempel pada kalsit (CaCO 3 ) yang disebut stalaktit. Pada awal pengendapannya, butir-butir tersebut bergerak lambat dan mudah menempel pada bentukan stalaktit yang sudah ada. Hal ini menyebabkan bagian atas struktur stalaktit menjadi lebih kecil daripada dasarnya sehingga daerah yang menempel pada atap gua lebih lebar dengan paku-paku panjang dan ramping menggantung ke bawah.
Percobaan dilakukan dalam 2 macam simulasi. Perlakuan yang sama hanya dibedakan pada jumlah tawas dan boraks yang direaksikan. Pada simulasi pertama, massa tawas tetap (10 gram), massa boraks bervariasi (10 gr dan 70 gr). Pada simulasi kedua massa tawas bervariasi (10 gr dan 30 gr), sedang massa boraks tetap (10 gr). Kesemua zat ini direaksikan dalam perhitungan waktu yang sama, 10 menit.
Berdasarkan data percobaan pengembangan hasil simulasi maka dapat dikatakan bahwa faktor konsentrasi boraks berpengaruh pada kecepatan pembentukan stalaktit tiruan, sedangkan konsentrasi tawas hanya mempengaruhi pada jumlah (banyaknya) stalaktit tiruan yang terbentuk. Hal ini menunjukkan bahwa faktor ion boraks yang tersedia di dalam larutan lebih berperanan besar dalam pembentukan alumunium borat dibanding ketersediaan kation Al 3+ (dari tawas).
Tawas atau alum merupakan persenyawaan garam kompleks yaitu yang mempunyai rumusan kimia K 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 24H 2 O dan Na 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 24H 2 O. Bahan galian ini banyak kegunaannya yaitu sebagai bahan untuk membersihkan air, bahan cat, bahan penyamak kulit, bahan persenyawaan kimia, sumber natrium dan kalium pada bahan-bahan antiseptik, pengawet minuman dan obat-obatan.
Persenyawaan kedua zat kimia ini membutuhkan media. Media atau medium berasal dari kata latin “medius” yang berarti ‘tengah’ atau ‘antara’. Secara umum pengertian media simulasi adalah semua bentuk perantara yang dipakai orang menyebar ide, sehingga ide atau gagasan itu sampai pada penerima. Di lain pihak media simulasi pembelajaran adalah segala sesuatu yang dapat digunakan untuk menyalurkan pesan (message) , merangsang pikiran, perasaan, perhatian dan kemauan siswa sehingga dapat mendorong proses belajar. Pembentukan stalaktit merupakan suatu model yang biasa digunakan sebagai media simulasi. Pembuatannya memerlukan bahan yang sederhana yaitu air, tepung boraks dan tepung tawas. Agar reaksi antara boraks dan tawas bisa menjadi tiruan stalaktit yang sempurna, maka harus mengkuti langkah-langkah seperti ini:
Menyediakan alat dan bahan yang diperlukan. Alat dan bahan tersebut berupa air suling, sendok, bejana (volume 1 liter), serbet kertas, tepung boraks, dan tepung tawas; menuangkan (menambahkan) tepung boraks ke dalam bejana lalu mengaduk hingga rata;
Melipat selembar serbet kertas dua kali di tengah-tengahnya;
Memasukkan sudut serbet kertas yang terlipat ke dalam bejana sampai ujungnya tercelup;
Membuka satu helai lipatan ke pinggir-pinggir sehingga membentuk corong;
Menuangkan tawas ke dalam corong. Tawas harus sampai ke dasar corong sehingga menyentuh cairan.
Stalaktit tiruan yang muncul adalah bangun ramping yang panjang dan halus bergantung pada kertas. Hal ini dapat terjadi diakibatkan di dalam corong kertas, tawas dan boraks bersatu membentuk bahan padat yang disebut alumunium boraks. Gravitasi menarik butir-butir kecil zat padat itu melewati lubang-lubang pada serbet kertas. Gaya tarik gravitasi ke bawah terhadap partikel renik memindahkan zat padat melalui cairan ke dasar bejana. Sebagian partikel terlalu besar sehingga tidak dapat ditarik melalui lubang diantara serat-serat kertas.
Media simulasi tersebut menggantung ke dalam cairan. Dalam keadaan sesungguhnya bahan padat yang berupa butir-butir kecil jatuh melalui lubang pada atap gua dan menempel pada kalsit (CaCO 3 ) yang disebut stalaktit. Pada awal pengendapannya, butir-butir tersebut bergerak lambat dan mudah menempel pada bentukan stalaktit yang sudah ada. Hal ini menyebabkan bagian atas struktur stalaktit menjadi lebih kecil daripada dasarnya sehingga daerah yang menempel pada atap gua lebih lebar dengan paku-paku panjang dan ramping menggantung ke bawah.
Percobaan dilakukan dalam 2 macam simulasi. Perlakuan yang sama hanya dibedakan pada jumlah tawas dan boraks yang direaksikan. Pada simulasi pertama, massa tawas tetap (10 gram), massa boraks bervariasi (10 gr dan 70 gr). Pada simulasi kedua massa tawas bervariasi (10 gr dan 30 gr), sedang massa boraks tetap (10 gr). Kesemua zat ini direaksikan dalam perhitungan waktu yang sama, 10 menit.
Berdasarkan data percobaan pengembangan hasil simulasi maka dapat dikatakan bahwa faktor konsentrasi boraks berpengaruh pada kecepatan pembentukan stalaktit tiruan, sedangkan konsentrasi tawas hanya mempengaruhi pada jumlah (banyaknya) stalaktit tiruan yang terbentuk. Hal ini menunjukkan bahwa faktor ion boraks yang tersedia di dalam larutan lebih berperanan besar dalam pembentukan alumunium borat dibanding ketersediaan kation Al 3+ (dari tawas).
Reaksi – reaksi ion Al3+ dalam air, dimana bila garam aluminium dilarutkan dalam air, ion Al3+ mengalami hidrasi
Al3+ + 6 H2O Al(H2O)63+
Atau disingkat Al3+ (aq)
Sesuai dengan harga potensial elektrodanya dapat diramalkan bahwa aluminium lebih reaktif dari seng dan logam ini lebih mudah bereaksi dengan oksigen, melarut dalam asam encer dan membebaskan hidrogen. Sebenarnya aluminium bereaksi dengan oksigen. Namun setiap permukaan aluminium yang baru segera dilapisi oleh aluminium bereaksi dengan oksigen. Namun setiap permukaan aluminium yang baru segera dilapisi oleh aluminium oksida yang sangat tipis.
Cara pembuatan tawas membuat larutan 33,4 Al2(SO4)3. 12 H2O + 25 ml H2O 80 0C dan melarutkan 8,7 gram K2SO4 dalam 50 ml air kemudian larutan tersebut dicampurkan dan didinginkan pada cawan penguapan.
Al3+ + 6 H2O Al(H2O)63+
Atau disingkat Al3+ (aq)
Sesuai dengan harga potensial elektrodanya dapat diramalkan bahwa aluminium lebih reaktif dari seng dan logam ini lebih mudah bereaksi dengan oksigen, melarut dalam asam encer dan membebaskan hidrogen. Sebenarnya aluminium bereaksi dengan oksigen. Namun setiap permukaan aluminium yang baru segera dilapisi oleh aluminium bereaksi dengan oksigen. Namun setiap permukaan aluminium yang baru segera dilapisi oleh aluminium oksida yang sangat tipis.
Cara pembuatan tawas membuat larutan 33,4 Al2(SO4)3. 12 H2O + 25 ml H2O 80 0C dan melarutkan 8,7 gram K2SO4 dalam 50 ml air kemudian larutan tersebut dicampurkan dan didinginkan pada cawan penguapan.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar