Aluminium MAKALAH KIMIA ANORGANIK II logam aluminium PDF

Preview

Summary

MAKALAH KIMIA ANORGANIK II logam aluminium DISUSUN OLEH: SHINTA DEVITRI (A1C112005) AYU RIZKY NANDA (A1C112007) RAUDHAH (A1C112012) DOSEN PENGAMPU : Drs. ABU BAKAR, M.Pd PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS JAMBI 2014 Aluminium Page 1 BAB I PENDAHULUAN 1.1...

Description

MAKALAH KIMIA ANORGANIK II logam aluminium

DISUSUN OLEH: SHINTA DEVITRI (A1C112005) AYU RIZKY NANDA (A1C112007) RAUDHAH (A1C112012) DOSEN PENGAMPU : Drs. ABU BAKAR, M.Pd

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS JAMBI 2014

Aluminium

Page 1

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Aluminium (atau aluminum,alumunium,almunium,alminium) ialah unsur kimia dengan lambangnya ialah Al, dan nomor atomnya 13. Aluminium adalah logam paling berlimpah. Aluminium bukan merupakan jenis logam berat, Namun, merupakan elemen yang berjumlah sekitar 8% dari permukaan bumi, dan paling berlimpah ketiga. Alumunium ialah logam yang berwarna putih perak dan tergiling ringan dengan massa 2,7 gram/cm – 3 gram/cm. alumunium dapat melimpah dalam kulit bumi yaitu sekitar 7,6%. Dengan kelimpahan sebesar itu, alumunium merupakan unsur ketiga terbanyak setelah Oksigen dan silicon. Namun alumunium tetap merupakan logam yang mahal karena pengolahannya sukar. Mineral alumunium yang bernilai ekonomis ialah Bauksit yang merupakan satu-satunya sumber alumunium. Kryolit digunakan untuk peleburan alumunium, sedangkan tanah liat banyak yang digunakan untuk membuat batu bata dan keramik 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. 1.2 Rumusan Masalah       

Apa itu logam aluminium ? Apa saja sifat-sifat dari logam aluminium ? Apa saja senyawa- senyawa dari logam aluminium ? Bagaimana proses pembuatan dari logam aluminium ? Apa saja kegunaan dari logam aluminium ? Bagaimana kandungan atom/unsur dalam ikatan? Apa saja kelebihan dan kelemahan aluminium?

1.3 Tujuan  Untuk mengetahui pengertian logam aluminium  Untuk mengetahui sifat-sifat dari logam aluminium  Untuk mengetahui senyawa-senyawa dari logam aluminium  Untuk mengetahui proses pembuatan dari logam aluminium  Untuk mengetahui kegunaan dari logam aluminium  Untuk mengetahui kandungan atom/unsure dalam ikatan  Untuk mengetahui kelebihan dan kelemahan aluminium

Aluminium

Page 2

BAB II PEMBAHASAN A. DEFENISILOGAM ALUMINIUM Aluminium adalah unsur logam dengan lambang Al dan memiliki nomor atom 13, Ar= 26,98. Konfigurasi elektronnya adalah 1s22s22p63s23p1 atau [Ne] 3s2 3p1.. Aluminium adalah logam yang ringan,tidak mengalami korosi, dan sangat kuat.diantara logam-logam golongan 13,aluminium adalah salah satu logam terpenting yang terdapat dikerak bumi. Biji aluminium yang digunakan untuk produksi aluminium adalah bauksit. Biji ini mengandung hidrat aluminium oksida, AL2O3. H2O dan AL2O3.3H20 serta oksida besi, silicon,titanium, sedikit tanah liat dan silikat. Kadar aluminium oksida ( alumina ) dapat mencapai 35-60%. Aluminium adalah elemen (8,13%) logam yang paling melimpah di kerak bumi dan setelah oksigen dan silikon, yang paling berlimpah ketiga dari semua unsur di kerak. Karena afinitas yang kuat untuk oksigen , tidak ditemukan dalam keadaan unsur tetapi hanya dalam bentuk kombinasi seperti oksida atau silikat. Unsur ini terletak pada golongan IIIA dan periode 3 sistem periodik. Golongan →

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

Periode ↓ 1

1 H

2 He

2

3 Li

4 Be

5 B

6 C

7 N

8 O

9 F

10 Ne

3

11 12 Na Mg

13 Al

14 Si

15 P

16 S

17 Cl

18 Ar

4

19 K

20 Ca

21 Sc

22 Ti

5

37 Rb

38 Sr

39 Y

6

55 Cs

56 * Ba

71 Lu

7

87 Fr

88 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 ** Ra Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Uuu Uub Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo

23 V

28 Ni

29 Cu

30 Zn

31 Ga

32 Ge

33 As

34 Se

35 Br

36 Kr

40 41 42 43 Zr Nb Mo Tc

44 45 46 Ru Rh Pd

47 Ag

48 Cd

49 In

50 Sn

51 Sb

52 Te

53 I

54 Xe

72 Hf

76 Os

79 Au

80 Hg

81 Tl

82 Pb

83 Bi

84 Po

85 At

86 Rn

73 Ta

24 25 26 Cr Mn Fe

74 W

75 Re

27 Co

77 Ir

78 Pt

* Lantanida

57 La

58 Ce

59 Pr

60 Nd

61 Pm

62 Sm

63 Eu

64 Gd

65 66 Tb Dy

67 Ho

68 Er

69 Tm

70 Yb

** Aktinida

89 Ac

90 Th

91 Pa

92 U

93 Np

94 Pu

95 Am

96 97 98 Cm Bk Cf

99 Es

100 Fm

101 Md

102 No

Aluminium

Page 3

B. SEJARAH ALUMINIUM Aluminium adalah elemen (8,13%) logam yang paling melimpah di kerak bumi dan setelah oksigen dan silikon, yang paling berlimpah ketiga dari semua unsur di kerak. Karena afinitas yang kuat untuk oksigen , tidak ditemukan dalam keadaan unsur tetapi hanya dalam bentuk kombinasi seperti oksida atau silikat. Logam berasal dari nama alumen, nama Latin untuk tawas. Pada tahun 1761,LB G de Morveau mengusulkan alumine nama untuk dasar dalam tawas, dan pada tahun 1787, lavoiser jelas diidentifikasi sebagai oksida logam yang masih belum ditemukan.. Pada tahun 1807,Sir Humphrey Davy mengusulkan nama untuk logam aluminium ini, dan kemudian disetujui untuk menggantinya dengan aluminium Tak lama kemudian, aluminium nama diadopsi untuk menyesuaikan diri dengan “ium” akhir dari elemen yang paling, dan ejaan ini sekarang digunakan secara umum di seluruh dunia. Aluminium juga ejaan diterima di Amerika Serikat sampai 1925 ketika American Chemical Society resmi kembali ke aluminium. Hans Christian Oersted sekarang umumnya dikreditkan dengan telah yang pertama untuk mempersiapkan logam aluminium. Ia dicapai ini pada tahun 1825 dengan memanaskan aluminium klorida anhidrat dengan kalium dan penyulingan dari amalgam merkuri. Frederick Wohler meningkatkan proses antara 1827 dan 1845 dengan menggantikan kalium untuk amalgam dan dengan mengembangkan metode yang lebih baik untuk dehidrasi aluminium. Pada tahun 1854 Henri Sainte Claire Deville-natrium untuk menggantikan relatif mahal kalium dan, dengan menggunakan natrium klorida aluminium, bukan aluminium klorida, menghasilkan jumlah komersial pertama dari aluminium dalam pilot plant di dekat Paris. Beberapa tanaman menggunakan dasarnya proses ini kemudian dibangun di Inggris, tapi tidak bertahan lama munculnya di 1886 dari proses elektrolitik, yang telah mendominasi industri sejak itu. Pengembangan proses elektrolitik tanggal kembali kepada Sir Humphrey Davy pada tahun 1807 yang mencoba dengan kegagalan untuk electrolyze campuran alumina dan kalium. Kemudian, pada 1854 Robert Wilhelm Bunsen Von dan Sainte Claire Deville-independen disiapkan aluminium dengan elektrolisis dari aluminium klorida natrium menyatu, tetapi proses ini tidak dimanfaatkan karena kurangnya sumber ekonomi listrik. Gramme„s penemuan dinamo (dalam 1886) berubah ini dan membuka jalan bagi penemuan proses modern. Pada 1866, Charles Martin Hall dari Oberlin (Ohio) dan Paulus LT HeroultPerancis, keduanya 22 tahun pada waktu itu, ditemukan dan dipatenkan hampir bersamaan proses di mana alumina dilarutkan dalam cair kriolit dan terurai electrolytically. Proses reduksi, umumnya dikenal sebagai proses Hall-Heroult, telah berhasil bertahan banyak upaya untuk menggantikannya, ia tetap satu-satunya metode untuk memproduksi aluminium.

Aluminium

Page 4

Alum (nama dimana unsur alumunium diambil) telah diketahui sejak dulu. POTT (1746) menunjukkan Al berasal dari Alumina bumi yang khas yang diisolasi oleh Margref (1754) dari tanah liat (lempung). Alumina tersebut adalah oksida logam yang diselidiki oleh Davy (1808) yang diisolasi dari Alumunium, logam tak murninya. Logam murninya diperoleh Oersted (1824) dengan pemanasan Ornalgame, dari kalsium dan alumunium klorida. Logam murni diperoleh oleh Wohler (1827) dengan oksi kalium pada AlCl3. Busen (1854) menyediakannya dengan elektrolisis, tetapi penyediaannya pertama kali secara skala industry dengan 2 metode yaitu : 1) Deville (1854) dengan jalan reduksi dari Natrium Ammonium Klorida (NaICl4). 2) Pada tahun 1886 produksi Al dengan elektrolisis dari Alumina yang dilarutkan dalam leburan kryolit yang dimulai secara serempak oleh Heroult (Prancis) dan Charles Martin Hall (Amerika).

Sell Hall-Heroult Keterangan : 1. Larutan Al2O3 dalam Kryolit lain 2. Aluminium cair 3. Anoda grafit 4. Baja berlapis grafit (Katoda) Kelemahan metode Wohler sehingga beralih ke metode Hall-Heroult adalah untuk memperoleh logam Alumunium tidak ekonomis karena membutuhkan biaya yang besar untuk mendapatkan Alumunium. Sebab, dia hanya memanaskan / mereaksikan AlCl3 dengan Kalium. Sedangkan Hall-Heroult menggunakan proses elektrolisis dalam memurnikan Al2O3 dan menemukan metode yang bisa menurunkan titik leleh Al2O3 sehingga hemat energi, yaitu dengan cara melarutkan oksida tersebut ke dalam kriyolit cair.

C. SIFAT –SIFAT LOGAMALUMINIUM 1.

Sifat Fisika a. Logam berwarna putih perak b. Dapat ditempa dan dibentuk c. Kerapatan rendah d. Pengantar panas dan arus yang baik, daya hantar listrik dua kali lebih besar dari Cu maka Al digunakan sebagai kabel tiang listrik.

Aluminium

Page 5

e.

f. g. h. i.

2.

Tidak bersifat magnetic, alumunium tidak bersifat magnet, sehingga sukar ditarik oleh magnet. Namun apabila alumunium dipadu dengan logam lain, minsalnya besi akan menjadi magnet yang kuat. Contohnya : Acino (50% Fe, 20% Al, 20% Ni, 10% Co). Ringan, tahan korosi dan tidak beracun maka banyak digunakan untuk alat rumah tangga seperti panci, wajan dan lain-lain. Reflektif, dalam bentuk aluminium foil digunakan sebagai pembungkus makanan, obat, dan rokok. Paduan Al dengan logam lainnya menghasilkan logam yang kuat seperti Duralium (campuran Al, Cu, mg) untuk pembuatan badan peswat. Al sebagai zat reduktor untuk oksida MnO2 dan Cr2O3. No. Sifat Fisika Keterangan 1 Nomor atom 13 2 Nomor massa 27 3 Konfigurasi electron [Ne]3s23p1 4 Ar 26,98 5 Kerapatan 2,69 gr/cm3 6 Titik leleh 932 K 7 Titik didih 2730 K 8 Volume atom 10 9 Keelektronegatifan 1.45 10 Energi ionisasi pertama 577 Kj/mol 11 Energi ionisasi kedua 1820 Kj/mol 12 Energi ionisasi ketiga 2740 Kj/mol 13 Entalpi penguapan 284 Kj/mol 14 Entalpi hidrasi Al3+ -4680 Kj/mol 15 Entalpi pengatoman 314 Kj/mol 16 Tingkat oksidasi tertinggi +3 17 Jari-jari atom 143 pm 18 Jari-jari ion Al3+ 50 pm 19 Potensial elektroda -1,60 20 Struktur atom Kristal logam 21 Wujud Padat

Sifat Kimia a. Al bereaksi dengan Oksigen membentuk Al2O3 (oksida), tetapi lapisan tipis oksida ini yang sangat melindungi permukaan aluminium terhadap serangan oksigen lebih lanjut, sehingga Al merupakan logam tahan korosi. b. Bereaksi dengan Nitrogen, sulfur, dan Halogen. Bila dipanaskan pada suhu yang cukup, membentuk sulfida. Nitrida dan Halida yang pada disosiasinya dan selebihnya adalah kovalen. 2Al +N2 2AlN 4Al + 6S 2Al2O3

Aluminium

Page 6

c. d. e.

3.

Reflektif, dalam bentuk aluminium foil digunakan sebagai pembungkus makanan, obat, dan rokok. Paduan Al dengan logam lainnya menghasilkan logam yang kuat seperti Duralium (campuran Al, Cu, mg) untuk pembuatan badan peswat. Al sebagai zat reduktor untuk oksida MnO2 dan Cr2O3.

Sifat Mekanik Aluminium Sifat teknik bahan aluminium murni dan aluminium paduan dipengaruhi oleh konsentrasi bahan dan perlakuan yang diberikan terhadap bahan tersebut. Aluminium terkenal sebagai bahan yang tahan terhadap korosi. Hal ini disebabkan oleh fenomena pasivasi, yaitu proses pembentukan lapisan aluminium oksida di permukaan logam aluminium segera setelah logam terpapar oleh udara bebas. Lapisan aluminium oksida ini mencegah terjadinya oksidasi lebih jauh. Namun, pasivasi dapat terjadi lebih lambat jika dipadukan dengan logam yang bersifat lebih katodik, karena dapat mencegah oksidasi aluminium.

D. KLASIFIKASI DAN PENGGOLONGAN ALUMINIUM. 1.

Aluminium Murni Aluminium 99% tanpa tambahan logam paduan apapun dan dicetak dalam keadaan biasa, hanya memiliki kekuatan tensil sebesar 90 MPa, terlalu lunak untuk penggunaan yang luas sehingga seringkali aluminium dipadukan dengan logam lain.

2.

Aluminium Paduan Elemen paduan yang umum digunakan pada aluminium adalah silikon, magnesium, tembaga, seng, mangan, dan juga lithium sebelum tahun 1970. Secara umum, penambahan logam paduan hingga konsentrasi tertentu akan meningkatkan kekuatan tensil dan kekerasan, serta menurunkan titik lebur. Jika melebihi konsentrasi tersebut, umumnya titik lebur akan naik disertai meningkatnya kerapuhan akibat terbentuknya senyawa, kristal, atau granula dalam logam. Namun, kekuatan bahan paduan aluminium tidak hanya bergantung pada konsentrasi logam paduannya saja, tetapi juga bagaimana proses perlakuannya hingga aluminium siap digunakan, apakah dengan penempaan, perlakuan panas, penyimpanan, dan sebagainya.

3.

Paduan Aluminium-Tembaga Paduan aluminium-tembaga juga menghasilkan sifat yang keras dan kuat, namun rapuh. Umumnya, untuk kepentingan penempaan, paduan tidak boleh memiliki konsentrasi tembaga di atas 5,6% karena akan membentuk senyawa CuAl2 dalam logam yang menjadikan logam rapuh.

Aluminium

Page 7

Gambar 13. Diagram Fase Al-Cu, temperatur vs persentase paduan

REAKSI REAKSI ALUMINIUM 1. Reaksi Hidrolisis AL3. Jika garam alumunium dilarutkan ke dalam air, ion Al3+ segera tertarik pada ujung negatif molekul air membentuk ion [Al(H2O)6]3+ atau Al3+(aq), ion Al3+ yang berukuran kecil den bermuatan besar menarik elektron dalam ikatan kordinan O-H dari air, sehingga bertindak sebagai basa menerima proton. Ion Alumunium Hidrat bertindak sebagai atom dalam larutan air. [Al(H2O)6]3+ + H2O [Al(H2O)5(OH)]2+ + H3O+ [Al(H2O)5(OH)]2+ + H2O [Al(H2O)4(OH)2]+ + H3O+ Jika larutan berisi basa yang lebih kuat seperti CO32- atau S2- akan terbentuk endapan hidroksida. [Al(H2O)6]3+ + 3CO322[Al(OH)3(H2O)3] + 3H2CO3+ Reaksi yang sama juga terjadi jika ditambah NaOH (basa lebih kuat). [Al(OH)6]3+ + 3OH[Al(OH)3(H2O)3] + 3H2O Jika NaOH berlebih, maka NaOH akan larut. Reaksinya adalah sebagai berikut: Al(H2O)2(OH)4 + NaOH Na+[Al(H2O)2(OH)4] + H2O Bereaksi dengan oksigen membentuk lapisan tipis oksida yang dapat mencegah proses korosi lanjut. Pada pemanasan kuat di udara, Al terbakar membentuk oksida dan sedikit nitride yaitu : 4Al + 2Al + AlN Dapat mereduksi disertai pelepasan panas yang besar (proses Alumino thermi), untuk me-ngelas baja : 2Al + 2Fe + ΔH = -119 kkal

E. SUMBER ALUMINIUM Metoda untuk mengambil logam aluminium adalah dengan cara mengelektrolisis alumina yang terlarut dalam cryolite. Metoda ini ditemukan oleh

Aluminium

Page 8

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.

F. IDENTIFIKASI LOGAM ALUMINIUM Aluminium adalah logam terbanyak yang terdapat pada mineral batuan kerak bumi. Unsur ini tidak terdapat di alam dalam keadaan bebas tetapi dalam bentuk senyawa. Senyawa yang pertama berupa silikat yang berupa :  Felspar : 1. Felspar Orthoclase = - Orthoclase K (AlSi3O8) - Selsion Ba (Al2Sc2O8) 2. Felspar Plangioklas = - Albite Na (AlSi3O8) - Anorthite Ca (Al2Sc2O8)  Mika : 1. Muschovite = mika putih CaI2(OH)2(AlSi3O10) 2. Biotite = Mika hitam KFe3(OH)2(AlSi3O10) 3. Margarite = CaAl2(OH)2(AlSi3O10) 4. Phlogopite = KMg3(OH)2(AlSi3O10)  Turmalin : 1. Augit AlSiO3 2. Ambligonit Li(AlF)PO4 3. Epidot Ca2(AlFe)2(AlOH)(SiO4)3 4. Hauyin (Na, Ca)4SO4(AlSiO4)3 5. Nosean Na4SO4(AlSiO4)3 6. Klorit (Mg, Fe)5Al(OH)8Si3O10  Agalmatolit Al2(OH)8Si3O10 Senyawa kedua dari alumunium adalah Tanah Liat (lempung, zeolit) Tanah liat dapat terbentuk dari felspar (merupakan komponen utama batu seperti granit) dengan pemecahannya dengan kombinasi / oksi dari uap air dan CO2 di Atmosphere. 2KAlSi3O8 + 2H2O + CO2 Al2O3.2SiO2.2H2O + 4SiO2 +K2CO3 (clay = tanah liat)  Kaolin Al4(OH)8Si4O10  Natroline Na2(Al2Si3O10).2H2O  Heulandites Ca(Al2Si7O18).6H2O  Kabazite Ca(Al2Si4O12).6H2O  Analsite Na(AlSi2O6)H2O  Ultramarine Nag(AlSiO4)6S2  Sodalit Nag(AlSiO4)6Cl2  Moseon Nag(AlSIO4)6SO4  Slate : Batu tulis (lempung yang keras yang dibuat berlapis-lapis dengan tekanan)  Oksida : Lorondum Al2O3

Aluminium

Page 9

Diaspore Al2O3H2O Gibbsite Al2O3.3H2O Bauksite (campuran dari Diaspore dan Gibbsote) 1.

Alumina Al2O3 (Aluminium oksida) Dibuat dari pemanasan Al(OH)3 atau dari reaksi Al dan O2. ada 2 bentuk Al2O3 yang diketahui, yaitu α- Al2O3 (Korondum) dan γ-Al2O3. γ- Al2O3 dibuat dari pemanasan Al(OH)3 pada suhu rendah. Korondum (αAl2O3) ditemukan sebagai mineral dan α- Al2O3 juga dibuat dari pemanasan Al(OH)3 atau γ- Al2O3 pada suhu tinggi (diatas 10000C). Korondum sangat luar biasa keras (menmpati urutan ke-9 dalam skala Mohr) dan digunakan sebagai penggosok gelas oleh tukang batu permata. Korondum tidak murni ditemukan di alam terkontaminasi oleh besi oksida dan oksida silikon disebut Amril (batu gosok, kertas ampelas) digunakan untuk ampels logam. Korondum tidak diserang asam, mempunyai titik leleh 20000C digunakan sebagai Refraktor untuk pembatas tungku pembakar dan sebagai wadah-wadah untuk reaksi-reaksi pada temperature tinggi. Struktur kristalnya heksagonal-close –packed. -Al2O3 dibuat dengan dehidrasi Al(OH)3 pada suhu dibawah 4500C beda dengan korondum (-Al2O3). Ia larut dalam asam, menyerap air, dan digunakan untuk kromatografi. Aluminium mempunyai afinitas yang tinggi dengna oksigen. Entalpi pembentukan Al2O3 –1670 kj/mol. Lebih tinggi (lebih negatif) dari hampir semua oksida logam yang lain. Al bisa digunakan dalam reaksi Termit dari oksida-oksida logam yang sedikit stabil. Reaksi keseluruhannya adalah penjumlahan dari dua reaksi : 2Al+ 3/2 O2 Al2O3H= -1670 Kj/mol Fe2O3 2Fe + 3/2 O2H= +824 KJ/mol 2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2 Fe H= -86 KJ/mol Dapat menghasilkan panas dengna suhu 30000c, sehingga dapat digunakan untuk mengelas logam (baja), meruntuhkan bangunan yang terbuat dari baja. Energi yang dibebaskan pada pembentukan Al2O3 dimanfaatkan untuk meluncurkan pesawat ulang-alik seperti Columbia dan challenger. Bahan pendorong pesawat angkasa ini terdiri dari campuran serbuk aluminium, oksidator ammonium perklorat (NH4ClO4) dan katalis besi campuran ini merupakan padatan yang terbungkus dalam plastik yang kuat. Ketika roket dinyalakan Al teroksidasi menjadi Al2O3 dengan mengeluarakn energi yang mampu untuk mengangkat roket. Asap putih yang terlihat sewaktu roket meluncur ke angkasa tiada lain adalah partikel-partikel halus Al2O3. -Al2O3 bercampur dengan ion-ion logam transisi membentuk batu ...