PRINSIP-PRINSIP KIMIA ANORGANIK KELAS B TA 2021/2022

Izin menjawab pertanyaan Emilia,
Sejumlah besar proses metalurgi menggunakan temperatur tinggi untuk mengubah sifat kimia mineral dan akhirnya mereduksinya menjadi logamnya. Penggunaan panas untuk mengubah atau mereduksi mineral disebut pirometalurgi (pyro artinya pada temperatur tinggi). Operasi-operasi yang dilakukan dalam pirometalurgi adalah:

Kalsinasi (calcination)

Istilah kalsinasi berarti dekomposisi termal suatu padatan yang dinyatakan dengan rumusan umum:

Padatan 1 → padatan 2 + gas

dimana padatan 1 umumnya adalah senyawaan karbonat dan padatan 2 adalah oksida. Dengan demikian kalsinasi adalah pemanasan bijih untuk mendekomposisi dan mengeliminasi produk yang mudah menguap. Produk yang mudah menguap dapat berupa CO2 atau H2O. Karbonat sering dikalsinasi untuk mengeluarkan CO2 membentuk oksida logam, contohnya:

PbCO3(s) → PbO(s) + CO2(g)

Kebanyakan karbonat mendekomposisi dengan agak cepat pada temperatur kisaran 400 hingga 500 oC, walaupun CaCO3 membutuhkan temperatur sekitar 1000 oC. Sedangkan kebanyakan mineral hidrat kehilangan H2O pada temperatur tingkatan 100 hingga 300 oC.

Pemanggangan (roasting)

Pemanggangan adalah perlakuan termal yang menyebabkan reaksi kimia bijih dan temperatur tanur. Proses ini biasanya digunakan untuk bijih-bijih sulfida; dan proses ini merupakan yang paling penting dan paling rumit dari semua proses metalurgi. Proses ini dilakukan dengan memanaskan bijih sulfida dalam udara atau dalam oksigen.

Pemanggangan mengakibatkan oksidasi atau reduksi dan kemungkinan diikuti oleh kalsinasi. Suatu pemanggangan yang penting adalah oksidasi bijih sulfida dimana logammnya dikonversi menjadi oksida seperti contoh berikut:

2 ZnS(s) + 3 O2(g) → 2 ZnO(s) + 2 SO2(g)

2 MoS2(s) + 7 O2(g) → 2 MoO3(s) + 4 SO2(g)

Bijih sulfida dari logam yang kurang aktif seperti merkuri dapat dipanggang menjadi logam bebasnya:

HgS(s) + O2(g) → Hg(g) + SO2(g)

Dalam banyak contoh, logam bebas juga dapat diperoleh dengan cara atmosfir reduksi selama pemanggangan. Karbon monoksida dapat membuat atmosfir tersebut dan hal ini sering digunakan utnuk mereduksi oksida-oksida logam:

PbO(s) + CO(g) → Pb(l) + CO2(g)

Akan tetapi metode reduksi tidak selalu memungkinkan, khususnya dengan logam aktif yang sulit untuk direduksi.

Peleburan (smelting)

Peleburan adalah suatu proses peleburan dimana material yang terbentuk dalam reaksi kimia terpisah menjadi dua atau lebih lapisan (dapat berupa slag, matte, speiss ataupun logam). Peleburan sering melibatkan tahapan pemanggangan dalam tanur yang sama. Dua tipe penting lapisan yang terbentuk dalam peleburan adalah leburan logam dan terak (slag). Leburan logam dapat mengandung hampir keseluruhan logam tunggal atau dapat berupa larutan dari dua atau lebih logam. Terak terdiri atas leburan mineral silika dengan aluminat, posfat, fluorida dan senyawa-senyawa ion lainnya sebagai penyusun. terak terbentuk ketika oksida logam basa seperti CaO bereaksi pada temperatur tinggi dengan leburan silika, SiO2:

CaO(l) + SiO2(l) → CaSiO3(l)

Operasi-operasi pirometalurgi dapat meliputi tidak hanya pemekatan dan reduksi mineral tetapi juga pembersihan (refining, penghilangan pengotor). Proses pembersihan adalah perlakukan bahan mentah produk logam dari proses metalurgi yang relatif tak murni untuk meningkatkan kemurniannya dan untuk menentukan komposisinya yang lebih baik. Kadangkala tujuan proses pembersihan adalah untuk memperoleh logamnya dalam bentuk yang murni, namun dapat juga untuk menghasilkan suatu campuran dengan komposisi yang tertentu.

Mohon koreksinya bila ada kurang atau salah..

Izin menjawab Asni
Proses flotasi terjadi saat bijih dihancurkan menjadi serbuk kemudian dicampurkan dengan zat pengapung,dan udara dialirkan hingga berbusa.Zat pengapung berupa surfaktan ( memiliki ujung polar dan nonpolar).

Adapun langkah-langkahnya:
1.Bijih yang telah halus dimasukkan ke dalam rangki berisi campuran air dan agen pelengket (misalnya minyak tusam atau pine oil).Agen pelengket ini berfungsi seperti suatu molekul sabun atau detergen.
2.selanjutnya campuran diaduk dengan kuat sambil disemprotkan arus udara secara kuat melalui tangki.
3.Partikel-partikel mineral akan terbawa ke permukaan oleh gelembung udara sebagai buih sehingga dapat dipisahkan.Sebagian besar batu reja akan tenggelam ke dasar tangki.

Izin menjawab Nurul
Aloi dapat terbentuk apabila dalam padatan yang diperoleh atom-atom yang ada tidak saling bereaksi seta tidak sekedar bercampjr satu dengan yang lain dan masih menunjukkan sifat-sifat sebagai logam.Aloi atau logam paduan adalah kombinasi dua jenia logam atau lebih.Aloi dapat dibuat dari leburan campuran dua macam atau lebih logam atau leburan suatu logam dengan unsur-unsur nom logam yang di dinginkan.Pada dasarnya,aloi juga di definisikan sebagai solid solution atau larutan padatan.Komponen utama dalam aloi disebut logam induk yang dianggap bertindak sebagai pelarut dan logam lainnya sebagai zat terlarut.

Izin menjawab pertanyaan Alvina,
Jadi pada tahap crushing itu ada beberapa mesin yang digunakan, antara lain ada Jaw Crusher, Gyratory Crusher dan Cone Crusher. Untuk Jaw crusher sendiri apabila dibandingkan dengan Gyratory crusher ia memiliki kelemahan dimana dalam proses penghancuran Jawa crusher itu bekerja terputus-putus(siklus) sedangkan Gyratory crusher itu berkesinambungan. Jadi salah satu kelemahan dari Jaw crusher dibanding dengan mesin yang lain tadi adalah hal tersebut.
Mohon koreksinya bila ada salah atau kurang...

Izin menjawab pertanyaan M.Fasya,
Iya benar dalam proses penekanan juga diperlukan pelumas, tujuannya untuk menghindari terjadinya perbedaan kerapatan, maka pada saat penekanan digunakan lubricant/pelumas yang bertujuan untuk mengurangi gesekan antara partikel dan dinding cetakan.
Mohon koreksinya bila ada kurang atau salah..

Izin menjawab Jenika
Iya , karena sifat khusus logam sepertiUkuran partikel, bentuk dandistribusi ukuran serbuk logam, mempengaruhi karakter dan sifat fisisdari benda yang dimampatkan. Serbuk dibuat menurut spesifikasi antara lain bentuk, kehalusan, distribusi ukuran partikel, mampu alir(flowability), sifat kimia, mampu tekan (compressibility), erat jenis semu dan sifat-sifat sinter.Mampu alir merupakan karakteristik yang menggambarkan sifat alirserbuk dan kemampuan memenuhi ruang cetak. Dapat digambarkan sebagai laju alir melalui suatu celah tertentu,Sehinga sifat khusus tertentu memerlukan cara pembuatan yangberbeda. Prosedur berbeda, begitupun ukuran dan struktur partikel.

Izin menjawab pertanyaan Anfasa,
Tekait dengan pemberian lubricant(pelumas) pada proses kompaksi(penekanan), maka terdapat 2 metode kompaksi, yaitu:
1. Die-wall compressing yaitu penekanan dengan memberikan lubricant pada dinding cetakan
2. Internal lubricant compressing yaitu penekanan dengan mencampurkan lubricant pada material yang akan ditekan
Mohon koreksinya bila ada salah atau kurang..

Izin menjawab Mulyawan
Secara garis besar,tahap-tahap pada proses hidrometalurgi terbagi menjadi 3 yaitu:
1.Leaching atau pengikisan logam dari batuan dengan bantuan reduktan organik.
2.Pemekatan larutan hasil leaching dan pemurniannya.
3.Recovery yaitu pengambilan logam dari larutan hasil leaching.

Izin menjawab pertanyaan Rizka,
Kohesivitas adalah daya tarik baik positif atau negatif yang menyebabkan anggota kelompok bertahan dalam kelompok. Dan kohesifitas bisa juga didefinisikan sebagai proses dinamis yang dipengaruhi melalui kecenderungan kelekatan dan kebersatuan kelompok untuk tetap bersama dan bersatu dalam mengejar pemenuhan tujuan atau kepuasan kebutuhan anggota yang efektif.
Mohon koreksi bila ada salah atau kurang..

Izin menjawab Annisa
Tembaga merupakan logam tunggal yang murni maka logam ini mudah ditarik magnet. Sedangkan logam kuningan cenderung agak sulit ditarik magnet. Hal ini juga bisa dijadikan cara untuk membedakan antara kedua logam tersebut.Perbedaan selanjutnya adalah tembaga murni bersifat halus dan lunak, sehingga jika logam ini dipukul maka akan menghasilkan suara yang penuh atau teredam. Sedangkan kuningan jika dipukul umumnya lebih bersuara nyaring dan jernih.Cara membedakannya juga bisa dilihat melalaui cap yang ada pada logam tersebut. Logam-logam kuningan yang digunakan untuk bahan-bahan industri biasanya diberi kode atau cap guna mengetahui campuran dalam logam tersebut. Logam tembaga biasanya tidak diberi kode atau cap.Dalam sistem di Eropa, baik tembaga maupun kuningan biasanya diberi kode awalan huruf C. Yang membedakan keduanya adalah huruf akhiran. Jika pada tembaga biasanya diakhiri dengan huruf A, B, C, D, maka pada logam kuningan biasanya diakhiri dengan kode huruf L, M, N, P, R.Karaktersitik logam tembaga yang telah diproses biasanya sangat lunak, sedangkan kuningan biasanya memiliki tekstur yang lebih kasar. Karena itu biasanya tembaga lebih mudah ditekuk atau lebih elastis daripada kuningan.

Izin menjawab pertanyaan Zhilal Zhafirah,
Iya dapat, Logam zink juga dapat diekstrak menurut proses hidrometalurgi. Sebagai contoh, larutan zink sulfat dapat diperoleh secara peluluhan dengan asam sullfat dan oksigen pada bijih sulfida yang telah dipanggang sebelumnya. Persamaan reaksinya adalah :
2ZnO(s) + O2(g) + 2H2SO4(aq) □(→┴∆ ) ZnSO4(aq) + 2S(s) + 2H2O(l)
Debu zink kemudian diaduk Bersama dalam larutan zink sulfat untuk mereduksi dan mengendapkan logam-logam yang lebih mudah tereduksi daripada zink. Larutan kemudian disaring dan dielektrolisis untuk menghasilkan logam zink murni.
Mohon koreksinya bila ada salah atau kurang..

Izin menjawab pertanyaan Ika,
Presintering merupakan proses pemanasan yang bertujuan untuk:
1) Mengurangi residual stress akibat proses kompaksi (green density)
2) Pengeluaran gas dari atmosfer atau pelumas padat yang terjebak dalam porositas bahan komposit (degassing)
3) Menghindari perubahan temperatur yang terlalu cepat pada saat proses sintering (shock thermal)
Mohon koreksinya bila ada kurang atau salah..

Izin Menjawab Justine
Proses sintering merupakan proses pemanasan pada temperatur tertentu dengan waktu tahan tertentu dengan tujuan memperkuat ikatan antar permukaan serbuk yang telah dikompaksi karena adanya difusi atom di daerah interface serbuk.

Izin menjawab pertanyaan Adelia,
Metode Pemadatan dingin dipakai apabila bahan yang digunakan mudah teroksidasi, seperti Al.
Sedangkan metode pemadatan panas yaitu penekanan dengan temperatur di atas temperatur
kamar. Metode pemadatan panas ini dipakai apabila material yang digunakan tidak mudah
teroksidasi.
Mohon koreksinya bila ada kurang atau salah..

Izin menjawab Annisa Auliya
Sejumlah besar proses metalurgi menggunakan temperatur tinggi untuk mengubah sifat kimia mineral dan akhirnya mereduksinya menjadi logamnya. Penggunaan panas untuk mengubah atau mereduksi mineral disebut pirometalurgi (pyro artinya pada temperatur tinggi).

Izin Menjawab Rafino
Peristiwa yang terjadi saat proses sintering adalah sebagai berikut:
- Penyusutan (shrinkage)
Apabila pada saat kompaksi terbentuk pola ikatan bola-bidang maka pada proses sintering akan terbentuk shrinkage, yang terjadi karena saat proses sintering berlangsung gas (lubricant) yang berada pada porositas mengalami degassing (peristiwa keluarnya gas pada saat sintering). Dan apabila temperatur sinter terus dinaikkan akan terjadi difusi permukaan antar partikel matrik dan filler yang akhirnya akan terbentuk liquid bridge / necking (mempunyai fasa campuran antara matrik dan filler). Liquid bridge ini akan menutupi porositas sehingga terjadi eleminasi porositas / berkurangnya jumlah dan ukuran porositas. Penyusutan dominan bila pemadatan belum mencapai kejenuhan.
- Retak (Cracking)
Apabila pada kompaksi terbentuk pola ikatan antar partikel berupa bidang-bidang, sehingga menyebabkan adanya trapping gas (gas/lubricant terjebak di dalam material), maka pada saat sintering gas yang terjebak belum sempat keluar tapi liquid bridge telah terjadi, sehingga jalur porositasnya telah tertutup rapat. Gas yang terjebak ini akan mendesak ke segala arah sehingga terjadi bloating (mengembang), sehingga tekanan di porositas lebih tinggi dibanding tekanan di luar. Bila kualitas ikatan permukaan partikel pada bahan komposit tersebut rendah, maka tidak akan mampu menahan tekanan yang lebih besar sehingga menyebabkan retakan (cracking) Keretakan juga dapat diakibatkan dari proses pemadatan yang kurang sempurna, adanya shock termal pada saat pemanasan karena pemuaian dari matrik dan filler yang berbeda.

Izin menjawab pertanyaan Regita,
Selain temperatur cair dan temperatur evaporasi dari masing-masing elemen, perlu diperhatikan pula karakteristik masing-masing elemen bahan baku terhadap kaidah Hume-Rothery rules, yaitu
Jari-jari atom (r) elemen terlarut dan pelarut harus memiliki perbedaan kurang dari 15%:
% perbedaan = ((r terlarut-r pelarut)/(r pelarut)) x 100% ▁(<) 15 %

Struktur kristal elemen terlarut dan elemen pelarut harus mirip.
Kelarutan sempurna terjadi jika elemen terlarut dan elemen pelarut memiliki elektron valensi yang sama. Bahan logam dengan elektron valensi yang lebih besar akan lebih mudah melarutkan bahan logam dengan elektron valensi yang lebih kecil.
Elemen pelarut dan elemen terlarut harus memiliki kesamaan nilai elektronegatif. Jika perbedaan nilai elektronegatifnya terlalu besar, maka cenderung membentuk paduan intermetalik dibanding membentuk larutan padat.
Mohon koreksinya bila ada kurang atau salah..

Izin Menjawab Upit
Contoh- Contoh Metalurgi
fungsi seorang metalurgis dapat dilihat dari contoh-contoh di bawah ini :
1). Roda gigi pada suatu mesin harus berputar secara terus menerus dengan putaran tinggi dan mendapat beban yang berat, bila dibuat dari logam yang lunak (perunggu, kuningan)akan mudah lecet. Sebaliknya bila dibuat dari logam yang keras walaupun tahan aus sering terjadi pecah karena getas. Untuk mengatasi hal ini maka harus dibuat dengan logam yang dapat di keras permukaan supaya bagian dalam tetap ulet hingga tidak mudah pecah sedang bagian luar keras hingga tidak lekas aus.
2). Selongsong peluru yang berbentuk botol bila langsung disusun lengkap, maka suatu saat dapat terjadi retak pada leher selongsongnya. Hal ini akibat pembentukan yang meninggalkan tegangan sisa yang sangat besar. Retaknya dapat terjadi seketika atau setelah menunggu beberapa waktu (jam, hari). Untuk mengatasinya ialah dengan dilakukan annil(salah satu laku panas), maka tegangan sisa akan sangat kurang hingga tidak menimbulkanretak lagi.
3). Pemotong kertas dipabrik kertas yang bermutu tinggi harus mempunyai kekuatan dan kekerasan yang tinggi agar mampu memotong kertas yang berlapis-lapis dan sangat banyak.

Izin menjawab pertanyaan Mulyawan,
Dampak Negatif dari Ekstraksi Metalurgi secara pitometalurgi pencemaran lingkungan yang terjadi antara lain :
1.Panas yang terasa oleh para oekerja yang berasa di sekitar peralatan lebur.
2.Gas buangan yang mengandung racun (Co,No2,So2,dll)
3.Debu dan padatan yang berterbangan di sekitar pabrik.
4.Terak (slag) yang bisa mengotori atau merusak lahan,walaupun dapat juga dimanfaatkan senagai material pengisi (land filt), penggerak jalan ( road aggregate) dan campuran beton ringan.
Mohon koreksinya bila ada kurang atau salah..

Izin menjawab pertanyaan Erviantina,
Dalam penggunaan lubricant/bahan pelumas, dipilih bahan pelumas yang tidak reaktif terhadap campuran serbuk dan yang memiliki titik leleh rendah sehingga pada proses sintering tingkat awal lubricant dapat menguap.
Mohon koreksinya bila ada kurang atau salah..

Izin menjawab pertanyaan Elisabet,
Pada proses sintering, yang perlu diperhatikan agar hasil yang diperoleh maksimal antara lain :
- Temperatur (T)
- Waktu
- Kecepatan pendinginan
- Kecepatan pemanasan
- Atmosfer sintering
- Jenis material