Aluminium (atau
aluminum,alumunium,almunium,alminium) ialah unsur kimia. Lambang aluminium ialah Al, dan nomor atomnya 13. Aluminium ialah logam paling berlimpah.
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, buffered aspirin, astringents, semprotan hidung, antiperspirant, air minum, knalpot mobil, asap tembakau, penggunaan aluminium foil, peralatan masak, kaleng, keramik , dan
kembang api.
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. Tahan korosi.
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.
Tabel beberapa sifat fisika aluminium
Nomor atom
|
13
|
Konfigurasi electron
|
[Ne]3s23p1
|
Massa atom relative, Ar
|
26,98
|
Kerapatan/g cm-1
|
2,69
|
Titik leleh/K
|
932
|
Titik didih/K
|
2730
|
Volume atom/cm3
|
10,0
|
Energi Ionisasi pertama (kJ mol-1)
|
577
|
Energi Ionisasi kedua
|
1820
|
Energi Ionisasi ketiga
|
2740
|
Entlpi penguapan
|
284
|
Entalpi hidrasi
|
-4690
|
Energi pengatoman
|
314
|
Jari-jari atom
|
143
|
Jari-jari ion
|
50
|
Potnsial elektroda
|
-1,66
|
Diantara logam-logam golongan IIIA, aluminium
adalah salah satu logam terpenting yang tedapat dikerak bumi. Bijih aluminium
yang digunakan untuk produksi aluminium bauksit. Bijih ini mengandung hirat aluminium oksida,Al2O3.H2O
dan Al2O3.3H2O serta oksida besi, silikon,
titanium, sedikit tanah liat dan silikat. Kadar aluminium oksida (alumina)
dapat mencapai 35-60%.
a.
Ekstraksi
Aluminium
Pada tahun 1825 Oersted, memperoleh aluminium murni dengan cara
mereduksi aluminium klorida dengan amalgam kalium-merkurium.
AlCl3(s) + K(Hg)x(l) à 3KCl(s)
+ Al(Hg)3(l)
Kemudian dengan destilasi, merkurium dapat dihilangkan dan akhirnya
diperoleh logam aluminium.
Sejak 1866 aluminium ini diperoleh dengan proses Hall-Heroult db pada
tahun 1980, poduksi dunia dengan proses ini mencapai 107 ton.
Pada proses ini aliminium diperoleh dengan cara katalisis aluminium
oksida yang dilarutkan dalam leburan kriolit ( Na3AlF6).
Bahan baku bauksit , masih merupakan campuran aluminium oksida, besi
(III) oksida dan silica, jadi, ada dua tahap dalam produksi aluminium yaitu
reaksi pemurnian untuk memperoleh alumina murni dan tahap elektrolisis.
Reaksi Pemurian
Al2O3(s) + 2OH-(aq) + 3H2O(l)
à 2[Al(OH)4]- (aq)
SiO2(s) + 2OH-(aq) à SiO3-2(aq)
+ H2O(l)
2[Al(OH)4]- + CO2 à
2Al(OH)3(s) +CO32-(aq)
2Al(OH)3 à Al2O3 + 3H2O
Elektrolisis
Sel elektrolisis dibuat
dari baja, yang dilapisi grafit. Grafit ini berfungsi sebagai katoda. Anoda
dibuat dari karbon. Reaksi pada elektroda cukup rumit.
Pada katoda : AlF4- + 3e à Al +
4F-
Pada anoda : 2AlF64- + C à CO2
+ AlF63- + AlF4- + 4e
Secara sederhana reaksi
pada elektroda dapat ditulis sebagai berikut,
Katoda : 2Al3+ + 6e à 2Al
Anoda : 3O-2à 11/2 O2 + 6e
Oksigen yang terbentuk pada suhu operasi dapat mengoksidaso anoda.
Reaksi keseluruhan dapat ditulis sebagai berikut,
2Al2O3 (dalam kriolit) + 3C(s) à 4Al(l)
+CO2(g)
Reaksi ion Al3+ (aq)
Jika garam aluminium dilarutkan ke dalam air, ion Al3+ segera
tertarik pada ujung negative molekul air yang polar terbetuk ion heksa aqua
aluminium (III). [Al(H2O)6]3+. Ion ini biasa
dinyatakan dengan Al3+(aq). Ion Al3+, yang
kecil dan bermuatan besar menarik elektron dalam ikatan O-H dari air, sehingga
berperan sebagai donor proton.
Dalam larutan air, molekul air bersifat sbagai basa yaitu menerima
proton.
Dengan basa yang lebih kuat dari air seperti
S2- atau CO3-2 akan terbentuk endapan
hidroksida.
Reaksi yang sama juga terjadi jika ke dalam
garam aluminium ditambahkan basa yang lebih kuat seperti NaOH(aq).
Dengan NaOH(aq) berlebih endapan
akan melarut .
[Al(OH)3(H2O)3(s)
+ OH-(aq) à [Al(H2O)2(OH)4]-(aq)
+ H2O(l)
b.
Senyawa
Aluminium
Senyawa aluminium telah banyak digunakan sepajang sejarah peradaban
manusia. Tanah liat adalah hidrat aluminium silikat dn periu belanga yang
dibuat dari tanah liat sudah dikenal 8000 tahun. Tawas (aluminium, kalium,
sulfat, KAl(SO4)2), telah digunakan untuk keperluan obat-obatan dan dibidang
zat warna selama kurang lebih 4000 tahun. Kebanyakaan batu permata adalah senyawa
aluminium.
Pada tabel dibawah ini diberikan rumus kimia beberapa permata
Batu manikam (ruby)
|
Al2O3
|
Permata nilam (sapphire)
|
Al2O3
|
Beryl (misalnya: jamrud)
|
Al2Be3[Si6O18]
|
Manikam kuning (topaz)
|
Al2[F2SiO4]
|
Jade
|
NaAl[Si2O6]
|
Permata biru (turqoise)
|
CuAl6[(OH)2(PO4)]4.4H2O
|
c.
Alumina
Aluminium oksida atau alumina (Al2O3)
biasanya berupa kristal ion. Tetapi, ion oksida dipolarisasi oleh ion aluminium
sehingga sebagian ikatannya bersifat kovalen. Aluminium oksida meleleh pada
2053oC. Zat ini tidak larut pada air, sangat keras, dan stabil.
Aluminium oksida terdapat dialam sebagai
korundum, suatu zat Kristal yang sangat keras yang digunakan sebagai
pengampelas. Korundum yang
mengandung zat pengotor berwarna merah
disebut batu manikam, jika pengotornya berwarna biru disebut permata nilam.
Batu manikam dan permata nilam selain indah, sangat keras seperti intan. Karena
kerasnya aluminium oksida ini digunakan pada bagian alat-alat yang sering
digerakan dan mudah aus. Jam mekanik, jarum gramafon dan alat rekam mengandung
permata nilam.
Aluminium oksida adalah amfoter. Zat ini
melarut dengan lambat baik dalam asam encer maupun basa encer.
Al2O3(s) + 2OH-(aq)
+ 3H2O à 2Al(OH)4-(l)
Aluminium oksida
trihidrat berada dari aluminium oksida anhidris. Kerapatannya kecil, bersifat
amfoter dan biasanya disebut aluminium hidroksida.
Reaksi pelepasan
air dari hidrat ini adalah reaksi endoterm. Oleh
karena itu, aluminium oksida trihidrat digunakan sebagai zat tahan api. Banyak
plastik, senyawa karet, tekstil dan beberapa bahan bangunan dibuat dengan
memanfaatkan sifat ini. Jika terjadi kebakaran energy paanas diserap oleh
Al2O3.3H2O yang terurai. Makin banyak aluminium oksida trihidrat, makin lama suhu
tetap rendah sehingga mencegah pembakaran.
Aluminium
dan Energi
Untuk
mengubah ion aluminium menjadi aluminium diperlukan energy yang besar. Menurut
teori, diperlukan energy listrik sebnyak satu farady (96.500coulomb) untuk
menghasilkan sembilan gram aluminium. Dalam praktek digunakan lebih banyak
energi. Jadi, aluminium yang terbentuk menyimpan sejumlah energy. Jika sel atau
batere dibuat dari aluminium maka setiap 9 gram aluminium yang bereaksi dapat
menghasilkan listrik sebanyak 1 faraday. Hal ini dapat dibandingkan dengan
logam lain misalnya Zn dan Pb. Seng sebanyak 32,7 gram atau timbale sebanyak
103,6 gram baru dapat menghasilkan listrik sebanyak 1 faraday.
Telah
dilakukan penelitian untuk mencari cara menghasilkan energi yang tersimpan
dalam aluminium. Yang paling sederhana adalah batere aluminium-udara. Batere
aluminium-udara telah digunakan dalam eksperimen untuk menjalankan
mobil-listrik.
Pada
peluncuran kapal ruang angkasa NASA, Columbia, digunakan 160.000 kilogram
serbuk aluminium yang dicampur dengan zat pengoksidasi sebagai bahan bakar
padat untuk menembakkan roket. Reaksi yang berlangsung selama 2 menit
menghasilkan energy yang cukup untuk menaikkan Columbia mencapai ketinggiaan
lebih dari 43 kilometer.
Campuran
serbuk aluminium besi (III) oksida yang dibakar dapat menghasilkan reaksi yang
hebat. Cara ini dipakai untuk mengelas baja misalnya rel kereta api. Sifat
afinitas terhadap oksigen dari aluminium digunakan juga untuk memproduksi logam
secara komersial misalnya besi.
Fe2O3(s)
+ 2Al(s) à Al2O3(s) + 2Fe(l)
Reaksi
ini disebut reaksi termit.
Korosi
Keliahatannya
aluminium stabil dan tahan terhadap korosi. Untuk mengubah sekeping aluminium
menjadi oksida, perlu dipanaskan sampai 800oC. Kelihatannya juga
aluminium tidak bereaksi dengan air dan uap air (perhatikan panci-panci
aluminium). Jika memperhatikan potensial elektrode aluminium (Eo
= -1,67 V), diduga bahwa aluminium lebih
reaktif daripada seng (-0.76 V) dan hampir sereaktif magnesium. Hal yang
menarik ialah, meskipun kelihatannya aluminium tidak beraksi, namun sebenernya
aluminium bereaksi dengan oksigen. Setiap permukaan aluminium yang baru, segera
dilapisi dengan lapisan tipis aluminium oksida. Lapisan ini sangat tipis; tebalnya
tidak lebih dari 10-8 m, tetapi dpat melindungi aluminium bagian
bawah. Jika permukaan ini tergores segera terjadi permukaan baru karena
aluminium sangat reaktif.
gan mau tanya apa bedanya gram aluminium dengan dross aluminium?
BalasHapus