Tembaga - WordPress.com

TEMBAGA
Pada zaman Yunani, logam ini dikenal dengan namachalkos. Tembaga
merupakan sumber penting bagi orang-orang Roma dan Yunani. Pada zaman
Roma, ia dikenal dengan nama aes Cyprium (aes merupakan istilah umum Latin
bagi tembaga seperti gangsa dan logam-logam lain, dan Cyprium sendiri karena
dulunya tembaga banyak ditambang dari Cyprus). Dari dua kata itulah maka
menjadi kata cuprum dan dalam Bahasa Melayu kuprum.Dalam sejarahnya,
penggunaan tembaga oleh manusia tercatat dari kurang lebih 10.000 tahun lalu
lamanya.Peleburan tembaga nampaknya telah berkembang secara baik di
beberapa belahan dunia. Di samping berkembang di Anatolia pada 5000 SM,
tembaga juga dikembangkan di China sebelum 2800 SM, Amerika Tengah sekitar
600 TM, dan Afrika Barat sekitar 900 TM. Cu (Tembaga) merupakan salah satu
unsur logam transisi yang berwarna cokelat kemerahan dan merupakan konduktor
panas dan listrik yang sangat baik.
Tembaga dengan nama kimia Cupprum dilambangkan dengan Cu, unsur
logam ini berbentuk kristal dengan warna kemerahan. Dalam tabel periodik unsurunsur kimia tembaga menempati posisi dengan nomor atom (NA) 29 dan
mempunyai bobot atom (BA) 63,546.Unsur tambahan di alam dapat ditemukan
dalam bentuk persenyawaan atau dalam senyawa padat dalam bentuk
mineral.Dalam badan perairan laut tembaga dapat ditemukan dalam bentuk
persenyawaan ion seperti CuCO3, CuOH, dan sebagainya.
A. KELIMPAHAN TEMBAGA
Tembaga (Cu) merupakan unsur yang jarang ditemukan di alam
(precious metal). Tembaga umumnya ditemukan dalam bentuk senyawanya,
yaitu bijih mineral, seperti Pirit tembaga (kalkopirit) CuFeS2, bornit
(Cu3FeS3), kuprit (Cu2O), melakonit (CuO), malasit (CuCO3.Cu(OH)2) dan
kalkolit (Cu2S).Deposit bijih tembaga yang banyak ditemukan di AS, Chile,
Zambia, Zaire, Peru, dan Kanada. Bijih-bijih tembaga yang penting adalah
sulfida, oxida-oxidanya, dan karbonat. Dari mereka, tembaga diambil dengan
carasmelting, leaching, dan elektrolisis. Semua senyawa Tembaga (I) bersifat
diamagnetik dan tidak berwarna (kecuali Cu2O yang berwarna merah),
sedangkan semua senyawa Tembaga (II) bersifat paramagnetik dan
berwarna.Senyawa hidrat yang mengandung ion Cu2+ berwarna biru.Beberapa
contoh senyawa yang mengandung Tembaga (II) adalah CuO (hitam),
CuSO4.5H2O (biru), dan CuS (hitam).
Tembaga merupakan logam yang kuat, dapat ditempa, tahan
korosi, serta penghantar listrik dan panas yang baik.Bijih tembaga yang
terpenting adalah berupa sulfida, seperti kalkosit (Cu2S) dan kalkopirit
(CuFeS2). Penambangan tembaga di Indonesia terdapat di Papua, Sulawesi
Utara, Jawa Barat, dan beberapa daerah lain.
B. SIFAT-SIFAT TEMBAGA
Tembaga mempunyai sifat dapat dirol, ditarik, ditekan, ditekan tarik
dan dapat ditempa (meleable).
1. Sifat Fisika
a. Tembaga merupakan logam yang berwarna kuning kemerahan seperti
emas kuning dan keras bila tidak murni.
b. Mudah ditempa (liat) dan bersifat mulur sehingga mudah dibentuk
menjadi pipa, lembaran tipis dan kawat.
c. Konduktor panas dan listrik yang baik, kedua setelah perak.
d. Mudah ditempa (liat) dan bersifat mulur sehingga mudah dibentuk
menjadi pipa, lembaran tipis dan kawat.
e. Konduktor panas dan listrik yang baik, kedua setelah perak.
f. Berat jenis tembaga sekitar 8,92 gr/cm3
g. Bentuk : padat
h. Warna : logam merah jambu
i. Massa Jenis : 8.96 g/cm3
j. Titik Lebur : 1357.77 K (1084.62 °C, 1984.32 °F)
k. Titik Didih : 2835 K (2562 °C, 4643 °F)
l. Kalor Peleburan : 13.26 kJ/mol
m. Kalor Penguapan : 300.4 kJ/mol
n. Kapasitas Kalor : (25 °C) 24.440 J/(mol・K)
2. Sifat Kimia
a. Tembaga merupakan unsur yang relatif tidak reaktif sehingga tahan
terhadap korosi. Pada udara yang lembab permukaan tembaga ditutupi
oleh suatu lapisan yang berwarna hijau yang menarik dari tembaga
karbonat basa, Cu(OH)2CO3.
b. Pada kondisi yang istimewa yakni pada suhu sekitar 300 °C tembaga
dapat bereaksi dengan oksigen membentuk CuO yang berwarna hitam.
Sedangkan pada suhu yang lebih tinggi, sekitar 1000 oC, akan
terbentuk tembaga(I) oksida (Cu2O) yang berwarna merah.
c. Tembaga panas dapat bereaksi dengan uap belerang dan halogen.
Bereaksi dengan belerang membentuk tembaga(I) sulfida dan
tembaga(II) sulfida dan untuk reaksi dengan halogen membentuk
tembaga(I) klorida, khusus klor yang menghasilkan tembaga(II)
klorida.
d. Pada umumnya lapisan Tembaga adalah lapisan dasar yang harus
dilapisi lagi dengan Nikel atau Khrom. Pada prinsipnya ini merupakan
proses pengendapan logam secara elektrokimia, digunakan listrik arus
searah (DC). Jenis elektrolit yang digunakan adalah tipe alkali dan tipe
asam.
e. Tembaga tidak diserang oleh air atau uap air dan asam-asam
nooksidator encer seperti HCl encer dan H2SO4 encer. Tetapi asam
klorida pekat dan mendidih menyerang logam tembaga dan
membebaskan gas hidrogen. Hal ini disebabkan oleh terbentuknya ion
kompleks CuCl2￣(aq) yang mendorong reaksi kesetimbangan
bergeser ke arah produk.
2Cu (s) + 2H+ (aq) → a Cu+ (aq) + H2
2Cu+ (aq) + 4Cl- (aq) → 2 CuCl2-(aq)
3. sifat lain
a. Asam nitrat encer dan pekat dapat menyerang tembaga.
Cu (s) + HNO3 (encer) → 3Cu(NO3)2 (aq) + 4H2O (l) + 2NO (g)
Cu (s) +4HNO3 (pekat) → Cu(NO3)2 (aq) + 2H2O (l) + 2NO2 (g)
b. Tembaga tidak bereaksi dengan alkali, tetapi larut dalam amonia oleh
adanya udara membentuk larutan yang berwarna biru dari kompleks
Cu(NH3)4+.
c. Tembaga panas dapat bereaksi dengan uap belerang dan halogen.
Bereaksi dengan belerang membentuk tembaga(I) sulfida dan
tembaga(II) sulfida dan untuk reaksi dengan halogen membentuk
tembaga(I) klorida, khusus klor yang menghasilkan tembaga(II)
klorida.
d. Pada umumnya lapisan Tembaga adalah lapisan dasar yang harus
dilapisi lagi dengan Nikel atau Khrom. Pada prinsipnya ini merupakan
proses pengendapan logam secara elektrokimia,digunakan listrik arus
searah (DC). Jenis elektrolit yang digunakan adalah tipe alkali dan tipe
asam.
C. PENGOLAHAN/PEMBUATAN TEMBAGA
Bijih tembaga dapat berupa karbonat, oksida dan sulfida.Untuk
memperoleh tembaga dari bijih yang berupa oksida dan karbonat lebih mudah
dibanding bijih yang berupa sulfida. Hal ini disebabkan tembaga terletak
dibagian bawah deret volta sehingga mudah diasingkan dari bijihnya.
Bijih berupa oksida dan karbonat direduksi menggunakan kokas untuk
memperoleh tembaga, sedangkan bijih tembaga sulfida, biasanya kalkopirit
(CuFeS2), terdiri dari beberapa tahap untuk memperoleh tembaga, yakni:
a. Pengapungan (flotasi)
Proses pengapungan atau flotasi di awali dengan pengecilan ukuran
bijih kemudian digiling sampai terbentuk butiran halus. Bijih yang telah
dihaluskan dimasukkan ke dalam campuran air dan suatu minyak
tertentu.Kemudian
menghasilkan
udara
ditiupkan
gelembung-gelembung
ke
dalam
udara.
campuran
Bagian
bijih
untuk
yang
mengandung logam yang tidak berikatan dengan air akan berikatan dengan
minyak dan menempel pada gelembung-gelembung udara yang kemudian
mengapung ke permukaan. Selanjutnya gelembung-gelembung udara yang
membawa partikel-partikel logam dan mengapung ini dipisahkan
kemudian dipekatkan.
b. Pemanggangan
Bijih pekat hasil pengapungan selanjutnya dipanggang dalam udara
terbatas pada suhu dibawah titik lelehnya guna menghilangkan air yang
mungkin masih ada pada saat pemekatan dan belerang yang hilang sebagai
belerang dioksida.
Campuran yang diperoleh dari proses pemanggangan ini disebut
calcine, yang mengandung Cu2S, FeO dan mungkin masih mengandung
sedikit FeS. Setelah itu calcine disilika guna mengubah besi(II) oksida
menjadi suatu sanga atau slag besi(II) silikat yang kemudian dapat
dipisahkan. Reaksinya sebagai berikut.
Tembaga(I) sulfida yang diperoleh pada tahap ini disebut matte dan
kemungkinan masih mengandung sedikit besi(II) sulfide
c. Reduksi
Cu2S atau matte yang yang diperoleh kemudian direduksi dengan cara
dipanaskan dengan udara terkontrol, sesuai reaksi
2Cu2S(s) + 3O2(g) ―→ 2Cu2O(s) + 2SO2(g)
Cu2S(s) + 2Cu2O(s) ―→ 6Cu(s) + SO2(g)
Tembaga yang diperoleh pada tahap ini disebut blister atau tembaga
lepuhansebab mengandung rongga-rongga yang berisi udara.
d. Elektrolisis
Blister atau tembaga lepuhan masih mengandung misalnya Ag, Au,
dan Pt kemudian dimurnikan dengan cara elektrolisis. Pada elektrolisis
tembaga kotor (tidak murni) dipasang sebagai anoda dan katoda digunakan
tembaga murni, dengan elektrolit larutan tembaga(II) sulfat (CuSO4).
Selama proses elektrolisis berlangsung tembaga di anoda teroksidasi
menjadi Cu2+ kemudian direduksi di katoda menjadi logam Cu.
Katoda : Cu2+(aq) + 2e ―→ Cu(s)
Anoda : Cu(s) ―→ Cu2+(aq) + 2e
Pada proses ini anoda semakin berkurang dan katoda (tembaga murni)
makin bertambah banyak, sedangkan pengotor-pengotor yang berupa Ag,
Au, dan Pt mengendap sebagai lumpur.
D. SENYAWA-SENYAWA TEMBAGA
Tembaga di alam memiliki tingkat oksidasi +1 dan +2. Tembaga
dengan bilangan oksidasi +2 merupakan tembaga yang sering ditemukan
sedangkan tembaga dengan bilangan oksidasi +1 jarang ditemukan, karena
senyawaan tembaga ini hanya stabil jika dalam bentuk senyawa kompleks.
Selain dua keadaan oksidasi tersebut dikenal pula tembaga dengan bilangan
oksidasi +3 tetapi jarang digunakan, misalnya K3CuF6.Beberapa senyawaan
yang dibentuk oleh tembaga seperti yang tertera pada Tabel.
Tembaga(II)
Nama
Tembaga(I)
Nama
CuO
tembaga(II) oksida
Cu2O
tembaga(I) oksida
tembaga(II)
CuCl
tembaga(I) klorida
CuI
tembaga(I) iodida
Cu(OH)2
hidroksida
CuCl2
tembaga(II) klorida
CuF2
tembaga(II) fluorida
CuS
tembaga(II) sulfide
CuSO4.5H2O
tembaga(II) sulfat
pentahidrat atau
vitriol biru
Cu(NO3)2.3H2O
tembaga(II) nitrat
trihidrat
1. Tembaga (II)
Tembaga membentuk senyawa dengan tingkat oksidasi +1 dan +2,
namun hanya tembaga (II) yang stabil dan mendominasi dalam larutannya.
Dalam air, hampir semua garam tembaga (II) berwarna biru oleh karena
waarna
uon
kompleks
koordinasi
enam,
[Cu(H2 O)6 2+ ].
Suatu
perkecualian yang terkenal adalah tembaga(II) klorida yang berwarna
kehijauan oleh karena ion kompleks koordiasi empat [CuCl4 ]2− , yang
mempunyai bangun geometri dasar tetrahedral atau bujur sangkar
bergantung pada ion ligannya. Dalam larutan encer garam klorida ini
berwarna biru karena terjadinya pendesakan ligan Cl− oleh ligan H2 O.
Oleh karena itu, jika warna hijau ingin di pertahankan, ke dalam larutan
pekat CuCl2 dalam air dapat ditambahkan ion senama Cl− misalnya denagn
penambahan padatan NaCl atau HCl pekat atau HCl gas.
[CuCl4 ]2− (aq) + 6H2 O(l)
[Cu(H2 O)6 ]2+ (aq) + 4Cl− (aq)
Hijau
biru
Jika larutan ammonia di tambahkan kedalam larutan ion Cu2+ ,
larutan biru berubah menjadi biru tua karena terjadinya pendesakan ligan
air oleh ligan ammonia menurut reaksi:
[Cu(H2 O)6 2+ ] (aq) + 5NH3 (aq)
[Cu(NH3 )(4-5)(H2 O)(2 − 1)]2+
+ 5H2 O(l)
Biru
biru tua
Reaksi ion Cu2+ dengan OH − pada berbagai konsentrasi bergantung
pada metodenya. Penambahan ion hidroksi ke dalam larutan tembaga (II)
sulfat (0,1-0.5M) secara bertetes dengan kecepatan 1 ml/menit
mengakibatkan terjadinya endapan gelatin biru muda dari garam tembaga
(II) hidroksi sulfat, [CuSO4 . nCu(OH)]2, bukan endapan Cu(OH)2,
menurut persamaan reaksi:
(n+1)[Cu(H2 O)6 ]2+ (aq) + SO4 2− (aq) + 2nOH − (aq)
[CuSO4 . nCu(OH)]2 (s) +6(n+1)H2 O(l)
biru muda
Reaksi pengendapan terjadi sempurna pada PH≈ 8, dan nilai n
bervariasi bergantung pada temperature reaksi dan laju penambahan
reaktan. Sebagi contoh, dengan laju penambahan reaktan ~1 ml/menit,
reaksi tersebut menghasilkan [CuSO4 . 3Cu(OH)]2 jika reaksi berlangsung
pada suhu 20°C, dan [CuSO4 . 4Cu(OH)]2 pada suhu 24°C.
Adanya gugus sulfat baik sebagai SO4 2− maupun HSO4 − dalam
endapan tersebut dapat ditunjukkan oleh serapan khas spectrum
inframerah yang muncul pada daerah 600 -1200 cm−1. Secara kualitatif,
adanya ion sulfat dapat dibuktikan dengan perlakuan berikut. Endapan
biru, setelah dipisahkan dari larutannya dengan penyaringan dan pencucian
dengan air berkali-kali, dilarutkan dengan HCl. Ke dalam larutan ini
kemudian ditambahkan larutan BaCl2 , dan terjadinya endapan putih
membuktikan adanya ion sulfat dalam endapan biru semula.
Tetapi, jika prosedur penambahan dibalik, yaitu kedalam larutan
NaOH di tambahkan larutan CuSO4 , maka peran ion sulat dalam endapan
menjadi berkurang bahkan lenyap hingga endapan biru muda didominasi
oleh Cu(OH)2, dan uji adanya ion sulfat dalam endapan biru muda ini
tentu saja negative.
2OH − (aq) +[Cu(H2 O)6 ]2+ (aq) Cu(OH)2 (s) + 6H2 O(l)
Biru muda
Pemanasan kedua jenis endapan biru tersebut mengakibatkan
dekomposisi menjadi hitam, CuO.
Cu(OH)2 (s)
CuO (s) + H2 O(l)
Hitam
CuSO4 . 3Cu(OH)2 (s)
3 CuO (s) + 3H2 O(l) +SO2 (g) + ½ O2 (g)
Hitam
Tembaga(II) hidroksida tidak larut dalam basa encer, tetapi larut
dalam
hidroksida
pekat
membentuk
larutan
biru
tua
ion
tetrahidroksokuprat(II), [Cu(OH)4 ]−. Tembaga(II) hidroksida juga larut
dalam larutan ammonia memberikan larutan biru tua ion [Cu(NH3 )(45)(H2 O)(2 − 1)]2+ .
Larutan tembaga(II) dengan berbagai ligan sangat stabil secara
termodinamik, tetapi ligan pereduksi seperti iodide akan mereduksi
tembaga(II) menjadi endapan tembaga(I):
2Cu2+ (aq) + 4I − (aq)
2CuI (s) + I2 (aq)
2. Tembaga(I)
Pada dasarnya, tembaga bukanlah logam reaktif, namun logam ini
dapat diserang oleh asam-asam pekat. Secara khusus, tembaga bereaksi
dengan asam hidroksida pekat-mendidih dengan menghasilkan larutan tak
berwarna dan gas hydrogen. Peristiwa ini sesungguhnya cukup
”mengejutkan” mengingat asam hidroksida bukanlah asam oksidator kuat
seperti asam nitrat. Ion tembaga(I) yang terjadi segera bereaksi dengan ion
klorida membentuk ion kompleks tak berwarna diklorokuprat(I), [CuCl2 ]− .
Tahap kedua reaksi inilah yang diduga berlangsung sangat cepat sehingga
memicu terjadinya tahap reaksi pertama menurut persamaan reaksi seperti
berikut ini:
Cu (s) + H3 O+ (aq)
Cu+ (aq) + H2 (g) + 2H2 O (l)
Cu+ (aq) + Cl− (aq)
[CuCl2 ]− (aq)
Jika larutan ini dituangkan kedalam air suling bebas udara,diperoleh
endapan putih tembaga(I) klorida menurut persamaan reaksi:
[CuCl2 ]− (aq)
CuCl (s) + Cl− (aq)
Tembaga(I) klorida harus segera dipisahkan, dicuci dan disimpan
dalam wadah yang bebas udara, sebab interaksinya dengan udara dan uap
air akan menghasilkan tembaga(II).
Dalam kimia organic, diklorokuprat(I) digunakan untuk mengubah
benzene diazonium klorida menjadi klorobenzena menurut reaksi
Sandmeyer:
[C6 H5 N2 ]+ Cl− (aq)
[CuCl2 ]− C6 H5 Cl (l) + N2 (g)
Pada umumnya, senyawa tembaga(I) tidak berwarna atau putih,
karena ion ini mempunyai konigurasi electron penuh, 3d10 . Dalam air, ion
tembag(I) terhidrat tidak stabil dan mengalami disproporsionasimenjadi
ion tembaga(II) sesuai dengan ramalan diagram potensial reduksi Frost.
2Cu2+ (aq)
Cu2+ (aq) + Cu (s).
E. KEGUNAAN TEMBAGA
1. Logam Tembaga, kegunaan:
a.
Sebagai campuran untuk membuat perunggu (Cu 90% dan Sn10%)
untuk membuat patung, indutri arloji, atau ornamen
b.
Sebagai campuran untuk membuat monel (Ni 70% dan Cu 30%)
c.
Sebagai campuran membuat duralium (Al 96% dan Cu 4%) untuk
komponen pesawat
d.
Sebagai campuran untuk membuat perhiasan (Cu 45% dan Au 55%)
e.
Sebagai campuran untuk membuat kuningan (Cu 70% dan Zn 30%)
untuk membuat aksesoris, alat musik, atau ornamen
f.
Sebagai campuran membuat kupronikel, (Cu 75% dan Ni 25%)
untuk membuat uang koin logam (contoh logam Amerika) dan
logam-logam senjata mengandung tembaga
g.
Alat-alat listrik seperti, kabel istrik, kumparan dinamo dan
komponen berbagai alat elektronik, alnico, pipa, motor listrik,
generator, kabel transmisi, instalasi listrik rumah dan industri,
kendaraan bermotor, konduktor listrik, kabel dan tabung coaxial,
tabung microwave, sakelar, reaktifier transsistor, kawat, pematrian,
alat-alat dapur
h.
Sebagai bahan penahan untuk bangunan dan beberapa bagian kapal
i.
Serbuk tembaga digunakan sebagai katalisator untuk mengoksidasi
metanol menjadi metanal.
2. Senyawa Tembaga, kegunaan:
a. Tembaga (II) Oksida (CuO), sebagai insektisida, bahan baterai,
bahan penyepuh dan bahan pewarna hitam untuk keramik, bahan
gelas, porselen dan rayon
b. Tembaga (II) Sulfat (CuSO4), sebagai antilumut pada kolam renang
dan memberikan warna biru pada air, pengawet kayu, penyepuhan
dan zat aditif dalam radiator
c. Tembaga (II) Klorida (CuCl2), sebagai pewarna keramik dan gelas,
pabrik tinta, untuk menghilangkan kandungan belerang pada
pengolahan minya, dan fotografi serta pengawet kayu dan katali
d. Campuran CuSO4 dan Ca(OH)2, disebut bubur boderiux banyak
digunakan untuk mematikan serangga atau hama tanaman, pencegah
jamur pada sayur dan buah
e. Cu(OH)2 yang larut dalam larutan NH4OH membentuk ion
kompleks cupri tetramin (dikenal sebagai larutan schweitser),
digunakan untuk melarutkan selulosa pada pembuatan rayon (sutera
buatan).
DAFTRA PUSTAKA
Anonim.Pengertian Tembaga. (online) http://id.shvoong.com/exactsciences/chemistry/2112636-pengertian-tembaga/#ixzz2Bufscz6r.
Diakses pada tanggal 25 Maret 2015
Cotton, F. Albert dan Geoffrey Wilkinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta:
Universitas Indonesia Press.
Darmono.2009. Farmasi Forensik dan Toksikologi. Jakarta: Universitas
Indonesia.
Djoko Hari Praswanto. 2011. Karakteristik Cu, Pb dan Sn. (Online)
http://litbangtek-mesinitn.blogspot.com/2011/10/karakteristik-cu-pb-dansn.html. Diakses pada tanggal 25 Maret 2015
Emel Seran. 2010. Tembaga Tambang sifat dan Kegunaan.(Online)
http://wanibesak.wordpress.com/2010/11/07/tembaga-tambang-sifat-dankegunaan/. Diakses pada tanggal 20 Maret 2015
Sugiyarto, Kristian H. 2003. Kimia Anorganik II .Yogyakarta: Jurusan Kimia FMIPA
UNY.
Sunardi.2006. 116 Unsur Kimia Deskripsi dan Pemanfaatannya. Bandung: Yrama
Widya.