BESI - Blog Unnes

Kromium, Mangan dan Besi
1.
2.
3.
Monica Indah N
Sri Hayati
Bella Febriyani
Disusun oleh:
(4301415049)
(4301415054)
(4301415083)
KROMIUM
Kromium merupakan unsur yang berwarna perak atau
abu-abu baja, berkilau, dan keras. Kromium tidak ditemukan
sebagai logam bebas di alam. Kromium berhasil diisolasi oleh
seorang ilmuwan Prancis, L.N Vauquelin pada tahun 1778. Pada
tahun 1797 L.N Vauquelin menemukan oksida unsur baru dalam
suatu mineral dari Siberia yaitu krokoit (crocoite) yang kemudian
dikenal sebagai PbCrO4. Kromium di alam berada dalam bentuk
senyawa : kromik sulfat, kromik oksida, kromik klorida, kromik
trivalent, kalsium kromat, timbale kromat, kalium dikromat,
natrium dikromat, seng kromat.
Nomor Atom
: 24
Massa Atom
: 51,9961 g/mol
Golongan, periode, blok
: VI B, 4, d
Konfigurasi elektron
: [Ar] 3d5 4s1
Jumlah elektron tiap kulit
: 2, 8,13, 1
Afinitas electron
: 64,3 kJ / mol -1
Ikatan energi dalam gas
: 142,9 ± 5,4 kJ /
mol -1
Panjang Ikatan Cr-Cr
: 249 pm
Senyawa beracun dan mudah terbakar
Massa Jenis
Titik Lebur
Titik Didih
Entalpi Peleburan
Panas Penguapan
Entalpi Atomisasi
Kapasitas Kalor (250C)
Konduktivitas Termal
Koefisien ekspansi termal linier
Kepadatan
Volum Molar
Sifat Resistivitas listrik
: 7,15 g/cm3 (250C)
: 2180 K, 1907oC, 3465 ° F
: 2944 K, 2671oC, 4840 ° F
: 20,5 kJ mol -1
: 339 kJ mol -1
: 397 kJ mol -1
: 23,25 J/mol.K
: 94 W m -1 K -1
: 4,9 x 10 -6 K -1
: 7,140 kg m -3
: 7,23 cm 3
: 12,7 10 -8 Ω m
Sifat logam Kromium:
1. Logam berwarna putih, keras.
2. Tahan terhadap korosi (digunakan sebagai bahan pelapis
melalui proses elektroplating).
3. Larut dalam asam-asam mineral (HCl, H2SO4)
4. Pada temperatur yang terkontrol kromium dapat bereaksi
dengan unsur halogen, belerang silikon, boron, nitrogen,
karbon dan oksigen.
Pembuatan Logam Cr
Logam krom dapat di buat menurut proses Goldschmidt,
yaitu menggunakan bijih Chromite (Cr2O3.FeO), direduksi oleh C.
Kemudian mereduksi Cr2O3 dengan Aluminium (proses
aluminothermy).
Persamaan reaksinya:
4FeCr2O4 + 8Na2CO3 + 7O2
 8Na2CrO4 + 2Fe2O3 + 8CO2
(memisahkan Fe dengan Cr)
2Na2CrO4+ H2SO4
Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O
Na2Cr2O7+ 2C
 Cr2O3 + Na2CO3 + CO
Cr2O3 + 2 Al
 Al2O3 +
2Cr
Pada proses ini menghasilkan Kromium dengan kemurnian 9799%.
Senyawa – Senyawa Kromium
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Senyawaan biner
Kromium (III)
Kromium (III) garam
Kromium (IV)
Kromium (V)
Kromium (VI)
Reaksi Logam Kromium
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Reaksi kromium dengan udara.
Reaksi kromium dengan air
Reaksi kromium dengan halogen
Reaksi kromium dengan asam
Reaksi kromium dengan oksida
Reaksi kromium dengan sulfida
Reaksi kromium dengan nitrida
Reaksi kromium dengan karbonil
Manfaat
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Krom digunakan untuk mengeraskan baja
Industri refraktori menggunakan khromit untuk membentuk
batu bata
Beberapa senyawa kromium digunakan sebagai katalis
pelapis pada ornamen-ornamen bangunan, komponen
kendaraan
Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan
baja tahan karat
Kromium (IV) oksida digunakan untuk pembuatan pita
magnetik
Larutan K2Cr2O7 atau CrO3 dalam asam sulfat pekat
digunakan untuk mencuci peralatan laboratorium.
Dampak dari Kromium
1.
2.
3.
Kekurangan kromuim (III) dapat menyebabkan gangguan dari
metabolisme dan diabetes.
Kromium (VI) bahaya bagi kesehatan manusia, terutama bagi
orang-orang yang bekerja di industri baja dan tekstil.
Efek dari kromium terhadap kesehatan yakni bisa mengalami
gangguan pernapasan dan juga mengganggu alat
pencernaan.
MANGAN
Mangan adalah suatu unsur kimia yang mempunyai nomor
atom 25 dan memiliki simbol Mn. Mangan ditemukan oleh
Johann Gahn pada tahun 1774 di Swedia. Logam mangan
berwarna putih keabu-abuan. Mangan termasuk logam
berat dan sangat rapuh tetapi mudah teroksidasi. Logam
dan ion mangan bersifat paramagnetik. Hal ini dapat dilihat
dari obital d yang terisi penuh pada konfigurasi electron.
Mangan mempunyai isotop stabil yaitu 55Mn.
MANGAN
Mangan termasuk golongan transisi . Memiliki titik lebur
yang tinggi kira-kira 1250 °C. Ia bereaksi dengan air hangat
membentuk mangan (II) hidroksida dan hidrogen. Mangan
cukup elektropositif, dan mudah melarut dalam asam bukan
pengoksidasi
MANGAN
Mangan membuat sampai sekitar 1000 ppm (0,1%) dari
kerak bumi, sehingga ke-12 unsur paling berlimpah di sana.
Tanah mengandung mangan 7-9.000 ppm dengan rata-rata
440 ppm. air laut yang hanya 10 ppm mangan dan suasana
mengandung 0,01 μg / m 3. Mangan terjadi terutama
sebagai pyrolusite (MnO 2), braunite, (Mn 2 + Mn 3 + 6) (SiO
12), psilomelane (Ba, H 2 O ) 2 Mn 5 O 10, dan ke tingkat
yang lebih rendah sebagai rhodochrosite (MnCO 3).
MANGAN
Pyrolusite bijih mangan (MnO2) merupakan bentuk mangan
yang paling pentiing yang tersedia di alam. Lebih dari 80%
dari sumber daya Bijih mangan penting biasanya
menunjukkan yang erat kaitannya dengan bijih besi.
SIFAT FISIKA
Mangan merupakan unsur yang dalam keadaan normal
memiliki bentuk padat. Massa jenis mangan pada suhu
kamar yaitu sekitar 7,21 g/cm3, sedangkan massa jenis cair
pada titik lebur sekitar 5,95 g/cm3. Titik lebur mangan
sekitar 1519oC, sedangkan titik didih mangan ada pada suhu
2061oC. Kapasitas kalor pada suhu ruang adalah sekitar
26,32 J/mol.K.
SIFAT KIMIA
Selain bereaksi dengan flourin membentuk mangan (II) flourida,
juga menghasilkan mangan
(III) flourida sesuai reaksi:
2Mn(s) + 3F2 → 2MnF3(s)
• Reaksi dengan asam
Logam mangan bereaksi dengan asam-asam encer secara cepat
menghasilkan gas hidrogen sesuai reaksi:
Mn(s) + H2SO4 → Mn2+(aq) + SO42-(aq) + H2(g)
• Reaksi dengan air
Mangan bereaksi dengan air dapat berubah menjadi
basa secara perlahan dan gas hidrogen akan
dibebaskan sesuai reaksi:
Mn(s) + 2H2O → Mn(OH)2 +H2
• Reaksi dengan udara Logam mangan terbakar di
udara sesuai dengan reaksi:
3Mn(s) + 2O2 → Mn3O4(s)
3Mn(s) + N2 → Mn3N2(s)
• Reaksi dengan halogen
Mangan bereaksi dengan halogen membentuk mangan
(II) halida, reaksi:
Mn(s) +Cl2 → MnCl2
Mn(s) + Br2 → MnBr2
Mn(s) + I2 → MnI2
Mn(s) + F2 → MnF2
Mangan ditemukan di alam dalam
bentuk:
•
•
•
•
•
•
Pyrolusite (MnO2)
Brounite (Mn2O3)
Housmannite (Mn3O4)
Mangganite (Mn 2O3.H2O)
Psilomelane [(BaH2O)2.Mn5O10)
Rhodochrosite (MnCO3)
Logam mangan dapat diperoleh
dengan cara :
• Mereduksi oksida mangan dengan natrium, magnesium,
aluminium atau dengan proses elektrolisis
• Proses aluminothermy dari senyawa MNO2
KEGUNAAN MANGAN
• Mangan dioksida (sebagai pirolusit) digunakan sebagai dipolariser
dan sel kering baterai dan untuk menghilangkan warna hijau pada
gelas yang disebabkan oleh pengotor besi. Mangan sendiri memberi
warna lembayung pada kaca. Dioksidanya berguna untuk
pembuatan oksigen dan klorin, dan dalam pengeringan cat hitam.
Senyawa permanganate adalah oksidator yang kuat dan digunakan
dalam analisi kuantitatif dan dalam pengobatan.
• Mangan juga banyk tersebar dalam tubuh. Mangan merupakan
unsur yang penting untuk penggunaan vitamin B1.
•
•
•
•
Mangan sangat penting untuk produksi besi dan baja.
Mangan dioksida juga digunakan
sebagai katalis.
Mangan merupakan salah satu mineral yang digunakan
oleh beberapa orang untuk membantu mencegah
keropos tulang dan mengurangi gejala yang mengganggu
terkait dengan sindrom pramenstruasi (PMS).
• Methylcyclopentadienyl mangan tricarbonyl digunakan
sebagai aditif dalam bensin bebas timbel bensin untuk
meningkatkan oktan dan mengurangi ketukan mesin.
• Mangan (IV) oksida (mangan dioksida, MnO 2) digunakan
sebagai reagen dalam kimia organik untuk oksidasi dari
benzilik alkohol (yaitu bersebelahan dengan sebuah
cincin aromatik).
• Mangan juga penting dalam fotosintesis oksigen evolusi
dalam kloroplas pada tumbuhan.
Efek mangan terjadi terutama di saluran pernapasan dan di
otak. Gejala keracunan mangan adalah halusinasi, pelupa
dan kerusakan saraf. Mangan juga dapat menyebabkan
Parkinson, emboli paru-paru dan bronkitis. Ketika orangorang yang terkena mangan untuk jangka waktu lama
mereka menjadi impoten. Suatu sindrom yang disebabkan
oleh mangan memiliki gejala seperti skizofrenia,
kebodohan, lemah otot, sakit kepala dan insomnia.
EFEK KESEHATAN
Karena Mangan merupakan elemen penting bagi kesehatan
manusia kekurangan mangan juga dapat menyebabkan efek
kesehatan. Ini adalah efek berikut:
- Kegemukan
- Glukosa intoleransi
- Darah pembekuan
- Masalah kulit
- Menurunkan kadar kolesterol
- ganguan Skeleton
- Kelahiran cacat
- Perubahan warna rambut
- Gejala Neurological
Besi ditemukan di alam dalam bentuk:
1.
2.
3.
4.
Magnetit (Fe3O4)
Hematit (Fe2O3)
Limonit (Fe2O3.H2O)
Siderit (Fe2CO3)
Sifat Fisik Besi
sifat
uraian
Fase
padat
Masa jenis (sekitar suhu kamar)
7,86 g/cm3
Masa jenis cair pada titik lebur
6,98 g/cm3
Titik lebur
1811 K (1538 oC, 2800 oF)
Titik didih
3134 K (2861 oC, 5182 oF)
Kalor peleburan
3134 K
Kalor penguapan
340 kJ/mol
Kapasitas kalor
(25oC)25,10J/(mol.K)
Sifat Kimia Besi
Keterangan Umum Unsur
Uraian
Nama, Lambang, Nomor atom
Besi, Fe, 26
Deret kimia
Logam transisi
Golongan, Periode, Blok
8,4,d
Penampilan
mengkilap keabu-abuan
Masa atom
55,845 g/mol
Konfigurasi elektron
3d6 4s2
Jumlah elektron tiap kulit
2, 8, 14, 2
Besi membentuk senyawa utama dalam tingkat oksidasi +2 dan
+3. Senyawa besi (II) cenderung teroksidasi menjadi senyawa
besii (III) di udara.
Senyawa Biner
Fero halide muncul dari pengolahan logam besi dengan asam
halogen menghasilkan garam terhidrasi
Fe + 2HX
FeX2 + H2
Besi bereaksi dengan halogen menghasilkan feri halide.
Fe + 3X2
2FeX3
Proses pembuatan
A. Penambangan dan Pengolahan Biji Besi
Bahan baku awal dalam pembuatan besi adalah biji besi
(iron core). Biji besi didapatkan dalam bentuk senyawa
dan bercampur dengan kotoran-kotoran lainnya maka
sebelum dilakukan peleburan biji besi tersebut terlebih
dahulu dilakukan pemurnian. Proses pemurnian ini
dilakukan dengan metode: crushing (penggempuran),
screening (penyaringan), dan washing (pencucian).
B. Proses Reduksi:
1. Proses Reduksi Langsung
Proses ini biasanya digunakan untuk merubah pellet
menjadi besi spons (sponge iron) . Gas reduktor yang
dipakai biasanya berupa gas hidrogen atau gas CO yang
dapat dihasilkan melalui pemanasan gas alam cair (LNG)
dengan uap air didalam suatu reaktor yaitu melalui reaksi
kimia berikut :
CH4 + H2O
CO + 3H2
Dengan menggunakan gas CO atau hidrogen dari
persamaan diatas maka proses reduksi terhadap pellet biji
besi dapat dicapai melalui reaksi kimia berikut ini :
Fe2O3 + 3H2
Fe2O3 + 3CO
2Fe + 3H2O
2Fe+3CO2
atau
2. Proses Reduksi Tidak Langsung
Proses ini dilakukan dengan tanur tinggi (blast furnace).
Bahan bakar yang digunakan adalah kokas. Untuk menimbulkan
proses pembakaran maka ke dalam tanur tersebut ditiupkan
udara dengan menggunakan blower sehingga terjadi proses
oksidasi sebagai berikut :
2C + O2
2CO + Panas
Gas CO yang terjadi dapat menimbulkan reaksi reduksi terhadap
biji yang dimasukkan ke dalam tanur tersebut menurut
persamaan reaksi:
• Fe2O3 + CO
2FeO + CO2
• FeO + C
Fe + CO
Untuk mengurangi kotoran-kotoran (impuritas) dari logam cair,
biasanya ditambahkan sejumlah batu kapur (limestone). Batu
kapur tersebut akan membentuk terak (slag). Besi hasil proses
tanur tinggi ini disebut besi kasar (pig iron).
Tanur Tinggi
Manfaat
1. Zat besi diperlukan dalam sintesis hemoglobin
(Hb)
2. Untuk membuat mur, sekrup, keperluan umum
dalam pembangunan, rel kereta, gergaji, alat – alat
mesin, kunci rumah, peralatan dapur.
3. Fe4(Fe[CN]6)3 digunakan untuk cetak biru.
Efek Negatif
1. Korosi
Reaksi reduksi-oksidasi pada anoda:
Fe(s) ↔ Fe2+ (aq) + 2e
Reaksi reduksi-oksidasi pada katoda :
O2(g) + 2H2O(l) + 4e ↔ 4OH-(aq) atau
O2(g) + 4H+(aq) + 4e ↔ 2H2O(l)
Ion besi(II) yang terbentuk pada anode selanjutnya teroksidasi
membentuk ion besi(III) yang kemudian membentuk senyawa
oksida terhidrasi, Fe2O3. xH2O.
2. Anemia
TERIMA KASIH
• Ika (055) : mekanisme penggunaan mangan sebagai zat aditif
pada bensin dengan meningkatkan bilangan oktan?
• Wildan (080) :
• Dian (048):kadar mangan untuk konsumsi?mekanisme
pembuatan mangan?
• Tata : tranfusi darah
• Evi: kadar kromium dalam tubuh?mengapa kekurangan
krorium menyebabkan diabetes
• Nur : fungsi penambahan
• Methylcyclopentadienyl Manganese Tricarbonyl (MMT) adalah
senyawaorganologam yang digunakan sebagai pengganti
bahan aditif TEL, dan telah digunakan selam dua puluh tahun
terakhir di Kanada, Amerika Serikat serta beberapa negara
Eropa lainnya. RVP- nya rendah yaitu 2,43 psi dan
penggunaannya dibatasi hingga 18 mg Mn/liter bensin. Indeks
pencampuran RVP yang rendah menguntungkan dalam proses
pencampuran bensin karena mengurangi tekanan uap bahan
bakar RVP sehingga emisi uap selama operasi dan penggunaan
bahan bakar pada kendaraan bermotor berkurang.
• Penggunaan MMT hingga 18 mg Mn/liter bensin dapat
meningkatkan angka oktan bensin sebesar 2 poin, namun
masih kurangmenguntungkan jika dibandingkan dengan
peningkatan angka oktan yang lebih tinggi yang dihasilkan
senyawa oksigenat. Dalam penerapannya MMT memiliki
tingkat toksisitas yang lebih rendah daripada TEL. MMT
berdampak buruk pada mesin yaitu dapat merusak
mesin. Pemakaian MMT cenderung meningkatkan konsentrasi
gas buang dengan jumlah senyawa hydrocarbon yang tidak
terbakar ( HC ), serta gas Karbon Monoksida ( CO ). Selain itu
MMT menyebabkan gangguan
kesehatan karena mengandung logam berat mangan yang
bersifat neurotoksik. MMT merusak struktur kandungan
air dalam tanah