Kamis, 19 Juli 2012

Golongan III A


Unsur-unsur golongan III A terdiri dari lima unsur yaitu Boron (B), Aluminium (Al), Galium (Ga), Indium (In) dan Talium (Tl). Pada umumnya unsur golongan IIIA merupakan unsur logam, kecuali unsur Boron yang merupakan unsur metalloid (mempunyai sifat diantara logam dan nonlogam).
Sifat – sifat unsur golongan III A.
Unsur
B
Al
Ga
In
Tl
Nomor atom
5
13
31
49
81
Jari –jari atom (A0)
0,80
1,25
1,24
1,50
1,55
Jari –jari ion (A0)
-
0,45
0,60
0,81
0,95
Kerapatan (g/cm3)
2,54
2,70
5,90
7,30
11,85
Titik Leleh (0K)
2300
932
303
429
577
Titik Didih (0K)
4200
2720
2510
2320
1740
Energi ionisasi (I) (kJ/mol)
807
577
579
556
590
Energi ionisasi (II) (kJ/mol)
2425
1816
1979
1820
1971
Energi ionisasi (III) (kJ/mol)
3658
2744
2962
2703
2874

Tabel diatas menunjukkan ringkasan beberapa sifat penting dari unsur-unsur golongan IIIA. Fakta yang terpenting pada tabel diatas adalah tingginya titik leleh Boron dan titik leleh Galium yang relatif rendah; peningkatan yang signifikan pada potensial reduksi dari atas ke bawah dalam satu golongan; tingginya energi ionisasi dari golongan nonlogam (boron) dan besarnya peningkatan kepadatan dari atas ke bawah dalam satu golongan.

BORON
Sejarah
(Arab: Buraq, Persia: Burah) Senyawa boron telah diketahui sejak ribuan tahun yang lalu, tetapi unsur ini tidak ditemukan sampai tahun 1880 oleh Sir Humpry Davy, Gay-Lussac, dan Thenard.
Boron adalah unsur golongan IIIA dengan nomor atom lima. Warna dari unsur boron adalah hitam. Boron memiliki sifat diantara logam dan nonlogam (semimetalik). Boron lebih bersifat semikonduktor daripada sebuah konduktor logam lainnya. Secara kimia boron berbeda dengan unsur- unsur satu golongannya. Boron juga merupakan unsur metaloid dan banyak ditemukan dalam bijih borax. Ada dua alotrop boron; boron amorfus adalah serbuk coklat, tetapi boron metalik berwarna hitam. Bentuk metaliknya keras (9,3 dalam skala Moh) dan konduktor yang buruk dalam suhu kamar. Tidak pernah ditemukan bebas dalam alam.
Titik Leleh : 2349 K (20760C)
Titik Didih : 4200 K (39270C)
Kalor peleburan : 5,59 kJ/mol
Kalor penguapan : 254 kJ/mol
1.      ­­­Ciri-ciri optik unsur ini termasuklah penghantaran cahaya inframerah. Pada suhu piawai boron adalah pengalir elektrik yang kurang baik, tetapi merupakan pengalir yang baik pada suhu yang tinggi. Boron merupakan unsur yang kurang elektron dan mempunyai p-orbital yang kosong. Ia bersifat elektrofilik. Sebagian boron sering berkelakuan seperti asam Lewis yaitu siap untuk terikat dengan bahan kaya elektron untuk memenuhi kecenderungan boron untuk mendapatkan elektron.
Unsur ini tidak ditemukan di alam, tetapi timbul sebagai asam othorboric dan biasanya ditemukan dalam sumber mata air gunung berapi dan sebagai borates di dalam boron dan colemantie. Ulexite, mineral boron yang lain dianggap sebagai serat optik alami.

Sumber-sumber penting boron adalah rasorite (kernite) dan tincal (bijih borax). Kedua bijih ini dapat ditemukan di gurun Mojave. Tincal merupakan sumber penting boron dari Mojave. Deposit borax yang banyak juga ditemukan di Turkey.
Boron muncul secara alami sebagai campuran isotop 10B sebanyak 19.78% dan isotop 11B 80.22%. Kristal boron murni dapat dipersiapkan dengan cara reduksi fase uap boron triklorida atau tribomida dengan hidrogen pada filamen yang dipanaskan dengan listrik. Boron yang tidak murni (amorphous boron) menyerupai bubuk hitam kecokletan dan dapat dipersiapkan dengna cara memanaskan boron trioksida dengan bubuk magnesium.
Boron dengan kemurnian 99.9999% telah diproduksi dan tersedia secara komersil. Boron bukan konduktor listrik yang bagus pada suhu ruangan, tetapi pada suhu yang lebih tinggi.

Kegunaan
Boron yang tidak murni digunakan pada pertunjukan kembang api untuk memberikan warna hijau dan dalam roket sebagai pemicu. Senyawa boron yang paling komersial adalah Na2B4O75H2O. Pentrahidra ini digunakan dalam jumlah yang banyak dalam pembuatan serat gelas yang dijadikan insulasi (insulation fiberglass) dan pemutih sodium perborat (sodium perborate bleach).
Asam borik juga merupakan senyawa boron yang penting dan digunakan dalam produk tekstil. Senyawa-senyawa boron lainnya digunakan dalam pembuatan kaca borosilica dan dalam penyembuhan arthritis.

Isotop boron-10 digunakan sebagai kontrol pada reaktor nuklir, sebagai tameng pada radiasi nuklir dan dalam instrumen-instrumen yang digunakan untuk mendeteksi netron. 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. Boron hidrida dapat dengan mudah dioksidasi dan melepaskan banyak energi dan pernah digunakan sebagai bahan bakar roket. Penawaran terhadap filamen boron juga meningkat karena bahan ini kuat dan ringan dan digunakan sebagai struktur pesawat antariksa.
Boron mirip dengan karbon dalam memiliki kapasitas membentuk jaringan molekul dengan ikatan kovalen. Karbonat, metalloboran, fosfakaboran dan semacamnya terdiri dari ribuan senyawa.

Penanganan
Unsur boron dan borat tidak dianggap berbahaya, dan perlu penanganan spesial. Walau begitu, beberapa senyawa boron hidrogen sangat beracun dan memerlukan penanganan ekstra hati-hati.

ALUMINIUM
Aluminium (atau aluminum, alumunium, almunium, alminium) ialah unsur kimia. Lambang aluminium ialah Al, dan nomor atomnya 13. Aluminium ialah logam paling berlimpah. Aluminium (Al) adalah unsur logam yang biasa dijumpai dlm kerak bumi yang terdapat dalam batuan seperti felspar dan mika. Umumnya juga dalam bentuk aluminium silikat dan campurannya dalam logam lain seperti natrium, kalium, furum, kalsium & magnesium. Aluminium murni adalah logam berwarna putih keperakan dengan banyak karakteristik yang diinginkan. Aluminium ringan, tidak beracun (sebagai logam), nonmagnetik dan tidak memercik. Aluminium sangat lunak dan kurang keras. Aluminium adalah logam aktif seperti yang ditunjukkan pada harga potensial reduksinya dan tidak ditemukan dalam bentuk unsur di alam. Aluminium adalah unsur ketiga terbanyak dalam kulit bumi, tetapi tidak ditemukan dalam bentuk unsur bebas. Walaupun senyawa aluminium ditemukan paling banyak di alam, selama bertahun-tahun tidak ditemukan cara yang ekonomis untuk memperoleh logam aluminium dari senyawanya.
·         Tabel Informasi dasar dan tentang alumunium
Nama: Aluminium
Kelompok dalam tabel periodik: 13
Simbol: Al
Nama grup: (none)
Atom nomor: 13
Periode dalam tabel periodik: 3
Atom berat: 26.9815386 (8)
Blok tabel periodik: p-blok
Standar negara: padat pada 298 K
Warna: perak
CAS Registry ID: 7429-90-5
Klasifikasi: metalik

Mineral aluminum yang paling penting dalam metalurgi adalah bauksit, AlOx(OH)3-2x (0 < x <1). Walaupun Al adalah logam mulia yang mahal di abad ke-19, harganya jatuh bebas setelah dapat diproduksi dengan jumlah besar dengan elektrolisis alumina, Al2O3, yang dilelehkan dalam krolit, Na3AlF6. Namun, karena produksinya memerlukan sejumlah besar energi listrik, metalurgi aluminum hanya ekonomis di negara dengan harga energi listrik yang rendah. Oleh karena itu, Jepang telah menutup peleburan aluminum, tetapi konsumsi Jepang terbesar kedua setelah US. Sifat aluminum dikenal dengan baik dan aluminum banyak digunakan dalam keseharian, misalnya untuk koin, panci, kusen pintu, dsb. Logam aluminum digunakan dengan kemurnian lebih dari 99 %, dan logam atau paduannya (misalnya duralium) banyak digunakan.

Sejarah

(Latin: alumen, alum) Orang-orang Yunani dan Romawi kuno menggunakan alum sebagai cairan penutup pori-pori dan bahan penajam proses pewarnaan. Pada tahun 1761 de Morveau mengajukan nama alumine untuk basa alum dan Lavoisier, pada tahun 1787, menebak bahwa ini adalah oksida logam yang belum ditemukan.
Wohler yang biasanya disebut sebagai ilmuwan yang berhasil mengisolasi logam ini pada 1827, walau aluminium tidak murni telah berhasil dipersiapkan oleh Oersted dua tahun sebelumnya. Pada 1807, Davy memberikan proposal untuk menamakan logam ini aluminum (walau belum ditemukan saat itu), walau pada akhirnya setuju untuk menggantinya dengan aluminium. Nama yang terakhir ini sama dengan nama banyak unsur lainnya yang berakhir dengan “ium”.
Aluminium juga merupakan pengejaan yang dipakai di Amerika sampai tahun 1925 ketika American Chemical Society memutuskan untuk menggantikannya dengan aluminum. Untuk selanjutnya pengejaan yang terakhir yang digunakan di publikasi-publikasi mereka.

Sumber

Metoda untuk mengambil logam aluminium adalah dengan cara mengelektrolisis alumina yang terlarut dalam cryolite. Metoda ini ditemukan oleh Hall di AS pada tahun 1886 dan pada saat yang bersamaan oleh Heroult di Perancis. Cryolite, bijih alami yang ditemukan di Greenland sekarang ini tidak lagi digunakan untuk memproduksi aluminium secara komersil. Penggantinya adalah cariran buatan yang merupakan campuran natrium, aluminium dan kalsium fluorida.
Aluminium merupakan logam yang paling banyak ditemukan di kerak bumi (8.1%), tetapi tidak pernah ditemukan secara bebas di alam. Selain pada mineral yang telah disebut di atas, ia juga ditemukan di granit dan mineral-mineral lainnya.

SIFAT-SIFAT
1. Tahan korosi dan tidak beracun maka banyak digunakan untuk alat
    rumah tangga seperti panci, wajan dan lain-lain.
2. Reflektif, dalam bentuk aluminium foil digunakan sebagai pembungkus
    makanan, obat, dan rokok.
3. Daya hantar listrik dua kali lebih besar dari Cu maka Al digunakan sebagai
    kabel tiang.
4. Paduan Al dengan logam lainnya menghasilkan logam yang kuat seperti
    Duralium (campuran Al, Cu, mg) untuk pembuatan badan peswat.
5. Al sebagai zat reduktor untuk oksida MnO2 dan Cr2O3
6.Berat jenisnya listrik ringan (hanya 2,7 gr/cm³, sedan
7.Penghantar listrik dan panas yang baik
8.Mudah di fabrikasi/di bentuk
9.Kekuatannya rendah tetapi pemaduan (alloying) kekuatannya bisa ditingkatkan
Sifat bahan korosi dari aluminium diperoleh karena terbentuknya lapisan alumi gkan besi ± 8,1 gr/ cm³)nium oksida (Al2O3) pada permukaan aluminium. Lapisan ini membuat Al tahan korosi tetapi sekaligus sukar dilas, karena perbedaan melting point (titik lebur).
Aluminium umumnya melebur pada temperature ± 600 derajat C dan aluminium oksida melebur pada temperature 2000oC.
Kekuatan dan kekerasan aluminium tidak begitu tinggi dengan pemaduan dan heat treatment dapat ditingkatkan kekuatan dan kekerasannya. Aluminium komersil selalu mengandung ketidak murnian ± 0,8% biasanya berupa besi, silicon, tembaga dan magnesium.
Sifat lain yang mnguntungkan dari aluminium adalah sangat mudah difabrikasi, dapat dituang (dicor) dengan cara penuangan apapun.
Dapat deforming dengan cara: rolling, drawing, forging, extrusi dll. Menjadi bentuk yang rumit sekalipun.


Logam aluminum melarut dalam asam mineral, kecuali asam nitrat pekat, dan dalam larutan hidroksida akan menghasilkan gas hidrogen. Aluminum membentuk senyawa dengan alkali sebagian besar non logam dan menunjukkan sifat kimia yang beragam, tetapi tidak seperti boron, tidak ditemukan hidrida kluster aluminum.
Kegunaan Aluminium (Al)

Aluminium banyak digunakan sebagai peralatan dapur, bahan konstruksi bangunan dan ribuan aplikasi lainnya dimana logam yang mudah dibuat, kuat dan ringan diperlukan.
Walau konduktivitas listriknya hanya 60% dari tembaga, tetapi ia digunakan sebagai bahan transmisi karena ringan. Aluminium murni sangat lunak dan tidak kuat. Tetapi dapat dicampur dengan tembaga, magnesium, silikon, mangan, dan unsur-unsur lainnya untuk membentuk sifat-sifat yang menguntungkan.
Campuran logam ini penting kegunaannya dalam konstruksi pesawat modern dan roket. Logam ini jika diuapkan di vakum membentuk lapisan yang memiliki reflektivitas tinggi untuk cahaya yang tampak dan radiasi panas. Lapisan ini menjaga logam dibawahnya dari proses oksidasi sehingga tidak menurunkan nilai logam yang dilapisi. Lapisan ini digunakan untuk memproteksi kaca teleskop dan kegunaan lainnya.
1.      Digunakan dalam konstruksi pesawat, mobil, dan mesin-mesin lannya.
2.      Karena sifatnya yang mudah menghantarkan panas dengan tahan karat, Aluminium (Al) banyak digunakan untuk membuat alat-alat  masak
3.      Digunakan dalam bidang arsitektur dan ornamen-ornamen rumah.
4.      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, semprotan hidung, antiperspirant, air minum, knalpot mobil, asap tembakau, penggunaan aluminium foil, peralatan masak, kaleng, keramik , dan kembang api.
5.      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 serta tahan korosi.
6.      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.
7.      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.

 Pemanfaatan Aluminium
Beberapa penggunaan aluminium antara lain:
1. Sektor industri otomotif, untuk membuat bak truk dan komponen kendaraan bermotor.
2. untuk membuat badan pesawat terbang.
3. Sektor pembangunan perumahan;untuk kusen pintu dan jendela.
4. Sektor industri makanan ,untuk kemasan berbagai jenis produk.
5. Sektor lain, misal untuk kabel listrik, perabotan rumah tangga dan barang kerajinan.
6. Membuat termit, yaitu campuran serbuk aluminium dengan serbuk besi (III) oksida, digunakan untuk mengelas baja ditempat, misalnya untuk menyambung rel kereta api.


Beberapa senyawa Aluminium juga banyak penggunaannya, antara lain:

1. Tawas (K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O)
Tawas mempunyai rumus kimia KSO4.AL2.(SO4)3.24H2O. Tawas digunakan untuk
menjernihkan air pada pengolahan air minum.

      2. Alumina (Al2O3)
Alumina dibedakan atas alfa-allumina dan gamma-allumina. Gamma-alumina diperoleh dari pemanasan Al(OH)3 di bawah 4500C. Gamma-alumina digunakan untuk pembuatan aluminium, untuk pasta gigi, dan industri keramik serta industri gelas. Alfa-allumina diperoleh dari pemanasan Al(OH)3 pada suhu diatas 10000C. Alfa-allumina terdapat sebagai korundum di alam yang digunakan untuk amplas atau grinda. Batu mulia, seperti rubi, safir, ametis, dan topaz merupakan alfa-allumina yang mengandung senyawa unsur logam transisi yang memberi warna pada batu tersebut. Warna-warna rubi antara lain:
- Rubi berwarna merah karena mengandung senyawa kromium (III)
- Safir berwarna biru karena mengandung senyawa besi(II), besi(III) dan titan(IV)
- Ametis berwarna violet karena mengandung senyawa kromium (III) dan titan (IV)
- Topaz berwarna kuning karena mengandung besi (III)

Reaksi-reaksi Aluminium
- Reaksi aluminium dengan udara
Aluminium adalah logam berwarna putih keperakan. Permukaan logam aluminium dilapisi dengan lapisan oksida yang membantunya melindungi logam agar tahan terhadap udara. Jadi, aluminium tidak bereaksi dengan udara. Jika lapisan oksida rusak, logam aluminium bereaksi untuk menyerang (bertahan). Aluminium akan terbakar dalam oksigen dengan nyala api, membentuk aluminium (III) oksida Al2O3.
4Al (s) + 3O2 (l ) → 2 Al2O3
- Reaksi aluminium dengan air
Aluminium adalah logam berwarna putih keperakan. Permukaan logam aluminium dilapisi dengan lapisan oksida yang membantunya melindungi logam agar tahan terhadap udara. Hal serupa juga terjadi pada reaksi aluminium dengan air.

- Reaksi aluminium dengan halogen
Aluminium bereaksi dengan hebat pada unsur –unsur halogen seperti iodin (I2), klorin (Cl2), bromine (Br2), membentuk aluminium halida menjadi aluminium (III) iodida, aluminium (III) bromida, aluminium (III) klorida.
2Al (s) + 3I2 (l) → 2 Al2I6 (s)
2Al (s) + 3Cl2 (l) → 2 Al2 Cl3
2Al (s) + 3Br2 (l) → 2 Al2 Br6

- Reaksi aluminium dengan asam
Logam aluminium larut dengan asam sulfur membentuk larutan yang mengandung ion Al (III) bersama dengan gas hydrogen.
2Al (s) + 3H2SO4 (aq) → 2Al 3+ (aq) + 2SO4 2- (aq) + 3H2 (g)
2Al (s) + 6HCl (aq) → 2Al 3+ (aq) + 6Cl- (aq) + 3H2 (g)

- Reaksi aluminium dengan basa
Aluminium larut dengan natrium hidroksida.
2Al (s) + 2 NaOH (aq) + 6 H2O → 2Na+(aq) + 2 [Al (OH)4]- + 3H2 (g)

 

Senyawa

Senyawa yang memiliki kegunaan besar adalah aluminium oksida, sulfat, dan larutan sulfat dalam kalium. Oksida aluminium, alumina muncul secara alami sebagai ruby, safir, corundum dan emery dan digunakan dalam pembuatan kaca dan tungku pemanas.

Senyawa organo-aluminum
Senyawa-senyawa organoaluminum digunakan dalam jumlah besar untuk polimerisasi olefin, dan di industri dihasilkan dari logam aluminum, hidrogen, dan olefin seperti reaksi berikut:
2Al + 3H2 + 6 CH2=CHR → Al2(CH2=CHR)6
Senyawa ini berupa dimer kecuali yang mengandung gugus hidrokarbon yang meruah. Misalnya, trimetilaluminum, Al2(CH3)6, adalah dimer dengan gugus metil menjembatani atom aluminum dengan ikatan tuna elektron (Gambar 5.2). Senyawa organoaluminum sangat reaktif dan terbakar secara spontan di udara. Senyawa-senyawa ini bereaksi dengan hebat dengan air dan membentuk hidrokarbon jenuh, dengan aluminium berubah menjadi aluminium hidroksida sesuai reaksi
berikut:
Al(CH2CH3)3 + 3 H2O Al(OH)3 + 3 C2H6.
Oleh karena itu, senyawa-senyawa ini harus ditangani di laboratorium dalam atmosfer yang inert sempurna.
Gambar 5.2 Struktur trimetil aluminum.
Katalis Ziegler-Natta, yang terdiri atas senyawa organoaluminium dan senyawa logam transisi membuat fenomena dalam katalisis polimerisasi, katalis ini dikembangkan tahun 1950-an, dan dianugerahi Nobel tahun 1963. Senyawa alkil logam transisi terbentuk bila senyawa organoaluminum bereaksi dengan senyawa
logam transisi. Senyawa alkil logam transisi yang terbentuk dapat diisolasi bila ligan penstabil terkordinasi dengan atom logam pusat.

- Nitrida
Aluminium Nitrida (AlN) dapat dibuat dari unsur-unsur pada suhu 8000 C. Itu dihidrolisis dengan air membentuk ammonia dan aluminium hidroksida.

- Aluminium Hidrida
Aluminium hidrida (AlH3)n dapat dihasilkan dari trimetilaluminium dan kelebihan hydrogen. Ini dibakar secara meledak pada udara. Aluminium hidrida dapat juga dibuat dari reaksi aluminium klorida pada litium klorida pada larutan eter, tetapi tidak dapat diisolasi bebas dari pelarut.

- Aluminium oksida
Aluminium oksida (Al2O) dapat dibuat dengan pembakaran oksigen atau pemanasan hidroksida,nitrat atau sulfat.

- Pada unsur halogen
Aluminium iodida : AlI3
Aluminium flourida : AlF3

Kelimpahan Aluminium di Alam
Aluminium merupakan salah satu unsur yang melimpah di alam khususnya pada kerak bumi, yaitu sekitar 8,1 % berat. Walaupun jumlahnya melimpah, namun logam aluminium ini tidak pernah ditemukan dalam logam murninya di alam. Melainkan bergabung dengan unsur – unsur lain membentuk suatu mineral. Misalnya
persenyawaannya dengan group silikat yang biasanya disebut feldspar, yang merupakan mineral yang paling melimpah di lapisan kerak bumi. Salah satu jenis mineral aluminium silikat yaitu piropilit AlSi2O5(OH), Selain itu, biasanya bergabung dengan mangan membentuk mineral yang disebut spesartin, Mn3Al2(SiO4)3.
Aluminium silikat yang mengandung Floride atau hidroksida, Al2SiO4 (FOH)2, membentuk mineral permata yang dinamakan topas, aluminium silikat dengan kalium dinamakan mikrolin, KAlSi3O8, yang biasanya berwarna hijau apel hingga kecoklatan (Navy,2009). Aluminium oksida, Al2O3, dinamakan alumina dan terdapat di alam sebagai mineral korundum. Korumdum yang mengandung impurities dinamakan emery, yang bisasanya digunakan sebagai bahan penggosok dan roda. Korundum murni tidak berwarna, namun dengan adanya beberapa impurities akan menjadikan korumdum tersebut berwarna.
Misalnya dengan impurities kromium oksida akan menghasilkan warna merah yang disebut batu Ruby, dengan titanium oksida akan didapatkan batu safir yang biasanya berwarna biru. Aluminium dengan magnesium akan menghasilkan oksida mineral spinel, bergabung dengan fosfat akan menghasilkan mineral varisit, AlPO4.2H2O, yang menghasilkan warna hijau dan sangat popular sebagai bahan pembuatan ornament batu (Navy,2009).
Senyawa aluminium oksida yang paling umum adalah bauksit, atau aluminium murni yang mengandung aluminium oksida dalam jumlah besar. Biasanya merupakan kombinasi dari aluminium dan oksigen dengan rumus Al2O3.2H2O. pada bauksit ini juga terdapat beberapa pengotor antara lain Fe2O3 dan SiO2. Oleh karenanya, untuk memperoleh logam aluminium murni diperlukan pemrosesan bauksit lebih lanjut.(Davydson, 2009). Cadangan bauksit tersebar diseluruh dunia. Negara – Negara yang memiliki sumber bauksit dalam jumlah besar antara lain : Australia, Brazil, Guinea, dan Jamaika. Sekitar 85% dari keseluruhan bauksit yang ditambang dari kerak bumi, digunakan untuk menghasilkan logam aluminium, dimana nantinya akan digunakan sebagai bahan baku produk – produk lain yang lebih bervariasi. Sisanya sekitar 15 % digunakan untuk proses kimia yang berkelanjutan pada pabrik – pabrik dalam pembutan pesenyawaan aluminium dengn tujuan tertentu (Davydson, 2009).

Proses Isolasi Aluminium dari Bauksit
Secara umum untuk memperoleh aluminium murni dari bauksit dilakukan 2 tahapan
proses, yaitu proses bayer dan proses Hall-Heroult. Pada proses Bayer, bauksit dimurnikan untuk mendapatkan aluminium oksida. Proses selanjutnya, proses Hall-Heroult, meleburkan aluminium dioksida untuk mendapatkan logam aluminium murni

The Bayer process
Secara umum proses Bayer terdiri dari 3 tahapan. Yaitu : ekstraksi, Presipitasi dan Kalsinasi. Pada proses ekstraksi, bauksit dihancurkan secara mekanik dan kemudian dilarutkan dalam larutan natrium hidroksida panas pada susu 1750C, pelarutan ini akan melarutkan aluminium oksida menjadi aluminium hidroksida,Al(OH)3. Dengan
OH- berlebih akan menghasilkan  [Al(OH)4]��.
Al2O3 + 2 OH + 3 H2O    2 [Al(OH)4]

Komponen lain selain alumunium oksida (impuritis) tidak larut. Sehingga alumunium oksida dari bauksit akan dapat dipisahkan dari pengotornya seperti Fe2. Pemisahan dapat dilakukan dengan penyaringan untuk pengotor padat yang tak larut yang disebut Red Mud. Setelah dipisahkan dengan  pengotornya yang tidak larut, masuk pada proses presipitasi. Larutan filtrat yang berisi aluminium hidroksida didinginkan, sehingga dihasilkan presipitat putih padat berbentuk seperti benang – benang. Tahapan selanjutnya yaitu kalsinasi, dimana
padatan putih aluminium hidroksida dipanaskan hingga suhu ±1050oC, pada proses
pemanasan ini aluminium hidroksida akan mengalami dekomposisi menjadi alumina, dan  menghasilkan uap air pada prosesnya
2 Al(OH)3   Al2O3 + 3 H2O

Proses Bayer Secara Bertahap :
Bauksit dihancurkan secara mekanik, kemudian dicampur dengan soda kaustik (NaOH), dihasilkan suspensi berair yang mengandung partikel murni yang
sangat beragam. Suspense cair dipompa menuju digester (Tank yang berfungsi seperti tabung pengontrol tekanan). Larutan tersebut dipanaskan hingga suhu 230-520°F (110-270°C) dibawah tekanan 50 lb/in2 (340 kPa). Pada kondisi ini, dilakukan selama sekitar setengah jam atau hingga beberapa jam. Pada prosesnya penambahan
soda kaustik dilakukan untuk memastikan bahwa seluruh senyawa aluminium
yang terkandung terlarut. Larutan panas, yang menjadi larutan natrium aluminat, dilewatkan melalui beberapa tangki flash yang mereduksi tekanan dan merocovery panas yang dapat digunakan kembali untuk proses pemurnian.
Selanjutnya larutan dipompakan menuju tangki pengendap. pada tangki ini,
pengotor yang tidak larut akan mengendap dibawah tangki. Sehingga larutan
hanya mengandung aluminium oksida yang terlarut dalam kaustik soda. Residu
yang ada dibawah tangki (yang dinamakan Red Mud) mengandung pasir
halus, besi oksida, oksida – oksida dari trace elemen misalnya titanium.
Setelah pengotor diendapkan, cairan yang tertinggal (dengan bentuk fisik seperti kopi), dipompa menuju sederetan saringan. Beberpa partikel halus dari pengotor yang tertinggal pada larutan akan ditangkap oleh filter. Material ini akan dicuci untuk mendapatkan alumina dan kaustik soda yang dapat digunakan kembali
selama proses.
Cairan yang sudah disaring dipompa menuju tangki six-story-tall precipitation. Bibit Kristal dari alumina hidrat (alumina yang mengikat molekul air)
ditambahkan di atas tangki. Bibit Kristal akan tumbuh sejalan dengan
pengendapan cairannya dan alumina yang terlarut akan terikat pada Kristal yang
terjadi. Endapan Kristal yang terbentuk di bawah tangki kemudian dipindahkan. Setelah
pencucian, dialihkan menuju pengering untuk kalsinasi (Pemanasan untuk
menghilangkan molekul air yang terikat pada molekul alumina). Temperaturnya
berkisar 2000° F (1,100° C) yang akan menghilangkan molekul air, sehingga
hanya tinggal Kristal alumina anhidrat. Selanjutnya cristal dialirkan menuju
cooler untuk pendinginan dan proses finishing.

The Hall-Heroult process
Secara umum pada proses ini, leburan alumina dielektrolisis, dimana lelehan tersebut dicampur dengan lelehan elektrolit kriolit didalam pot dimana pada pot tersebut terikat serangkain batang karbon dibagian atas pot sebagai katoda. Karbon anoda berada dibagian bawah pot sebagai lapisan pot, dengan aliran arus kuat 4 – 5 V antara anoda dan katodanya proses elektrolisis terjadi. Alumina mengalami pemutusan ikatan akibat elektrolisis, lelehan aluminium akan menuju kebawah pot, yang secara berkala akan ditampung menuju cetakan berbentuk silinder atau lempengan. Masing – masing pot dapat menghasilkan 66,000- 110,000 ton aluminium per tahun(Anonymous,2009). Secara umum, 4 ton bauksit akan menghasilkan 2 ton alumina, yang nantinya akan menghasilkan 1 ton alumunium.

Proses Hall-Heroult Secara Bertahap :
Lelehan alumina hingga menjadi logam aluminium terjadi pada baja vat yang disebut pot reduksi. Bagian bawah dari pot terlapisi/dibatasi dengan karbon yang bertindak sebagai salah satu elektroda (konduktor arus listrik) dari system. Electrode lawannya terdiri dari serangkain batang karbon yang tergantung diatas pot. Pot reduksi ini disusun sedemikian rupa, berjajar yang terdiri dari 50 – 200 pot yang terhubung satu sama lain membentuk sirkuit elektrik.
Dalam pot reduksi, Kristal alumina dilarutkan pada lelehan kriolit pada
temperature 1.760-1.780° F (960-970° C) sehingga dihasilkan larutan elektrolit yang akan menghantarkan listrik dari batang karbon(Katoda) menujuu Lapisan-Karbon (Anoda). Arus DC (4-6 volts and 100,000-230,000 amperes) dialirkan melaului larutan. sehingga akan terjadi reaksi yang akan memutuskan ikatan alumunium dengan oksigen pada molekul alumina. Oksigen yang dibebaskan terikat pada batang karbon (Katoda), sehingga membentuk karbon dioksida. Aluminium murni terendapkan di bawah pot sebagai lelehan logam.
Proses peleburan dilanjutkan, dengan penambahan alumina pada larutan kriolit untuk menggantikan senyawa yang terdekomposisi. Arus listrik konstan tetap
dialirkan. Panas yang berasal dari aliran listrik menjaga agar isi pot tetap berada pada keadaan cair. Lelehan aluminium murni terkumpul dibawah pot. Lelehan yang berada dibawah pot, dikumpulkan. Ditampung pada cetakan (batang atau lempeng). Saat aliran tersebut dialirkan kecetakan, bagian luar cetakan didinginkan dengan aliran air, yang menyebabkan aliminium menjadi padat. Logam murni yang padat dapat dibentuk dengan penggergajian sesuai dengan kebutuhan

Galium

(Latin: Gallia berarti Perancis; juga dari bahasa Latin, gallus terjemahan dari
Lecoq, ayam jantan). Unsur ini diprediksi dan disebut Mendeleev sebagai ekaaluminum dan ditemukan secara spektroskopik oleh Lecoq de Boisbaudran pada tahun 1875, yang pada tahun yang sama berhasil mengambil logam ini secara elektrolisis dari solusi hidroksida di KOH.
Galium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ga dan nomor atom 31. sebuah logam miskin yang jarang dan lembut, galium merupakan benda padat yang mudah rapuh pada suhu rendah namun mencair lebih lambat di atas suhu kamar dan akan melebur ditangan. Terbentuk dalam jumlah sedikit di dalam bauksit dan bijih seng.
Titik Leleh : 302,91 K (29,760C)
Titik Didih : 2477 K (22040C)
Kalor peleburan : 5,59 kJ/mol
Kalor penguapan : 254 kJ/mol

Sumber
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%.

Sifat-sifat
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. 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.

Kegunaan
- 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 arsenide dapat mengubah aliran listrik menjadi cahaya dan dapat dipakai sebagai bahan campuran logam.

Penanganan
Tingkat keracunanan elemen ini sepertinya tidak tinggi, tetapi tetap perlu hati-hati sampai informasi tambahan tersedia.

INDIUM

Sejarah
(berasal dari garis terang indigo pada spektrumnya) Unsur ini ditemukan oleh Reich and Richter, yang kemudian mengisolasi logam ini. Sampai pada tahun 1924, hanya satu gram yang tersedia di seluruh dunia dalam bentuk terisolasi. Ketersediaanya mungkin sebanyak perak. Sekitar 4 juta troy ons indium diproduksi di negara-negara maju. Kanada memproduksi lebih dari 1 juta troy ons setiap tahunnya.
Indium adalah logam yang jarang ditemukan, sangat lembut, berwarna putih keperakan dan stabil di dalam udara dan air tetapi larut dalam asam. Indium termasuk dalam logam miskin ( logam miskin atau logam post-transisi adalah unsur logam dari blok p dari tabel periodik, terjadi antara metalloid dan logam transisi, tetapi kurang dibanding dengan logam alkali dan logam alkali tanah, titik leleh dan titik didihnya lebih rendah dibanding dengan logam transisi dan mereka lebih lunak). Indium ditemukan dalam bijih seng tertentu. Logam indium dapat menyala dan terbakar.
Titik Leleh : 429,75,47 K (156,600C)
Titik Didih : 2345 K (20720C)
Kalor peleburan : 3,281 kJ/mol
Kalor penguapan : 231,8 kJ/mol

Sumber
Indium sering diasosiasikan dengan seng dan dari bahan inilah indium diproduksi secara komersil. Ia juga ditemukan di bijih besi, timbal dan tembaga.

Sifat-sifat
Elemen ini tersedia dalam bentuk murni. Indium sangat lunak, putih keperak-perakan, dapat membasahi gelas.

Kegunaan
Indium digunakan sebagai bahan campuran logam, campuran logam poros, transistor germanium, termistor dan fotokonduktor. Ia dapat dilapisi pada logam dan diuapkan pada gelas untuk membentuk kaca sebagus yang tebuat dari perak tetapi tidak rentan korosi atmosfir.


Penanganan
Tingkat keracunanan elemen ini sepertinya tidak tinggi, tetapi tetap perlu hati-hati sampai informasi tambahan tersedia.

TALIUM

Sejarah
(Yunani: thallos, ranting hijau). Talium ditemukan secara spektroskopis oleh Crookes pada tahun 1861. Nama elemen ini diambil dari garis hijau di spektrumnya. Logam ini berhasil diisolasi oleh Crookes dan Lamy pada tahun 1862 pada saat yang bersamaan.
Thalium adalah unsur kimia dengan simbol Tl dan mempunyai nomor atom 81. Thalium adalah logam yang lembut dan berwarna kelabu dan lunak dan dapat dipotong dengan sebuah pisau. Thalium termasuk logam miskin. Thalium kelihatannya seperti logam yang berkilauan tetapi ketika bersentuhan dengan udara, thalium dengan cepat memudar menjadi warna kelabu kebiru-biruan yang menyerupai timbal. Jika thalium berada di udara dalam jangka waktu yang lama maka akan terbentuk lapisan oksida pada thalium. Jika thalium berada di air maka akan terbentuk thalium hidroksida
Titik Leleh : 577 K (3040C)
Titik Didih : 1746 K (14730C)
Kalor peleburan : 4,14 kJ/mol -1
Kalor penguapan :165 kJ/mol -1

Sumber
Talium terdapat di crooksite, lorandite, dan hutchinsonite. Ia juga ada dalam pyrites dan diambil dengan cara memanggang bijih ini. Talium juga dapat diambil dengan cara melebur bijih timbal dan seng. Proses pengambilan talium agak kompleks dan tergantung sumbernya. Manganes nodules, ditemukan di dasar samudera juga mengandung talium.

Sifat-sifat
Oksida akan terbentuk jika membiarkan talium di udara dan hidrida dapat terbentuk jika tercampur dengan air. Logam ini sangat lunak dan mudah dibentuk. Ia dapat dipotong dengan pisau. Talium memiliki 25 isotop dengan berat atom terbentang dari 184 sampai 210. Talium alami adalah campuran dua isotop. Campuran logam raksa-talium yang membentuk eutectic pada 8.5% talium diberitakan membeku pada titik -60 Celcius, sekitar 20 derajat dibawah titik beku raksa.

Kegunaan
Talium sulfat banyak digunakan sebagai pembasmi tikus dan semut karena ia tak berbau dan tidak memiliki rasa. Tapi senyawa ini telah dilarang kegunaannya di AS sejak tahun 1975. Konduktivitas talium sulfida berubah sesuai dengan eksposenya terhadap sinar infra merah. Kristal talium bromida-iodida telah digunakan sebagai bahan optik. Talium beserta sulfur atau selenium dan arsenik juga telah digunakan untuk membuat gelas dengan titik lebur rendah antara 125 ? 150 derajat Celcius. Gelas ini diberitakan memiliki sifat yang sama dengan gelas biasa pada suhu ruangan tetapi lebih tanah lama di dalam air. Talium oksida digunakan untuk membuat kaca gelas dengan indeks refraksi yang tinggi.

Penanganan
Elemen ini dan senyawa-senyawanya sangat beracun dan harus ditangani secara hati-hati. Kontak dengan kulit sangat membahayakan dan ketika mencairkan logam ini, perlu ventilasi udara yang cukup. Eskpos terhadap talium (senyawanya yang terlarut) tidak boleh melebihi 0.1 mg/m3 (berdasarkan 8 jam berat rata-rata, selama 40 jam per minggu).
Kesimpulan
  1. Unsur-unsur dari logam utama golongan III A adalah : boron ( B), aluminium (Al), galium (Ga), indium ( In), thalium (Tl).
  2. Unsur-unsur dari logam utama golongan III A umumnya dapat bereaksi dengan udara, air, asam, unsur-unsur halogen membentuk senyawa.
  3. 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.
  4. Unsur-unsur dari logam utama golongan III A dan senyawanya memiliki kegunaan masing-masing dalam kehidupan sehari-hari dan dalam industri.

1 komentar: