Logam Aluminium

Pendahuluan

Ditemukan tahun 1809 sebagai unsur oleh Sir Humprey Davy dan pertama kali direduksi pada tahun 1825 oleh Hans Oersted. Di dalam tabel periodik, Aluminium dengan symbol Al berada di golongan IIIA periode 3 dengan nomor atom 13 dan massa atom 27. Pada suhu ruang, aluminium berupa padatan dengan titik leleh 660,3 ℃, titik didih 2.519 ℃, massa jenis 2,7 g/cm³ dan bersifat amfoter. Aluminium memiliki 1 (satu) keadaan valensi, yaitu aluminium (III). Logam aluminium banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Aluminium tahan terhadap korosi karena adanya proses pembentukan lapisan pelindung akibat reaksi logam dengan udara sehingga lapisan tersebut melindungi logam aluminium yang disebut proses pasivasi.

Beberapa kelebihan aluminium diantaranya:

1.    Ringan dan kuat.

2.    Penghantar listrik dan panas yang baik, walaupun tidak sebaik tembaga.

3.    Mempunyai warna yang stabil seolah-olah tidak berkarat.

4.    Permukaannya tidak perlu di cat karena cukup bagus dan menarik.

5.    Tidak bereaksi dengan asam atau bahan kimia lain yang terdapat di dalam bahan makanan.

6.    Paduan aluminium dengan unsur lain seperti Cu, Mn dan Mg dapat digunakan sebagai pengganti besi meskipun tidak sekuat besi.

Adapun kekurangan aluminium diantaranya adalah tidak bias di las atau di solder.

Di alam, aluminium terdapat dalam bentuk mineral bijih aluminium. Beberapa senyawa aluminium yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, anara lain:

1.    Tawas, KAl(SO₄)₂.12H₂O, biasa digunakan sebagai penjernih air.

2.    Aluminium Sulfat, Al₂(SO₄)₃, digunakan dalam industry kertas dan mordan.

3.    Zeolit, Na₂O.Al₂O₃.2SiO₂, digunakan sebagai penukar kation, pelunak air sadah dan penyaring molekul.

4.    Bauksit, Al(OH)₃, sebagai sumber bijih aluminium utama dalam proses pembuatan logam aluminium.

Proses Pengolahan Bijih Aluminium

Agar bijih aluminium bias digunakan dalam kehidupan sehari-hari sebagai logam aluminium, maka diperlukan pengolahan bijih aluminium menjadi logam aluminium. Adapun proses pengolahan bijih aluminium yang biasa dilakukan oleh industry pengolahan bijih aluminium terdiri dari:

1.    Proses Bayer

2.    Proses Hall-Heroult

Proses Bayer

Proses Bayer merupakan proses awal dari 2 (dua) proses pemurnian bijih aluminium menjadi logam aluminium. Proses ini menghasilkan senyawa Al₂O₃ yang akan diproses lebih lanjut menjadi logam aluminium. Proses Bayer ini terdiri dari 3 tahap proses, yaitu:

1.    Tahap Ekstraksi

Pada tahap ini, bauksit yang masih mengandung pengotor diekstrak menggunakan natrium hidroksida (NaOH) sehingga pengotor-pengotornya dapat dipisahkan. Adapun reaksi yang terjadi adalah:

Al(OH)₃ + NaOH ------->  NaAlO₂ + 2 H₂O

2.    Tahap Presipitasi

Tahap ini dilakukan dengan tujuan memisahkan Al dari NaAlO₂ menjadi Al(OH)₃. Tahap ini tidak terjadi dengan spontan sehingga diperlukan inisiator agar terbentuk Al(OH)₃. Adapun beberapa senyawa inisiator yang biasa digunakan adalah Hidrogen Peroksida (H₂O₂) dan Karbon Dioksida (CO₂). Reaksi yang terjadi pada tahap ini adalah:

NaAlO₂ + 2 H₂O  ----------> Al(OH)₃ + NaOH

3.    Tahap Kalsinasi

Pada tahap ini, Al(OH)₃ murni yang didapat kemudian dipanaskan pada suhu 1.100 – 1.500 ℃ sehingga terbentuk Al₂O₃ murni. Reaksi yang terjadi adalah:

2 Al(OH)₃  ---------->  Al₂O₃ + 3 H₂O

Proses Hall-Heroult

Al₂O₃ yang dihasilkan dari proses Bayer kemudian dielektrolisis menggunakan proses Hall-Heroult. Dikarenakan tingginya titik leleh Al₂O₃ (1.800 ℃) dalam keadaan murni, maka Al₂O₃ yang akan dielektrolisis dicampur dengan senyawa kriolit (Na₃AlF₆) agar titik lelehnya menjadi turun (850–950 ℃) sehingga mudah untuk dielektrolisis. Proses elektrolisis ini menggunakan bejana dari baja yang dilapis karbon sebagai anoda dan batang karbon sebagai katoda. Eletrolisis ini dilakukan dengan menggunakan potensial 5–10 volt dan arus diatas 100.000 ampere. Lelehan logam aluminium yang terkumpul di dasar bejana kemudian dialirkan ke dalam tungku penyimpanan, lalu dialirkan ke dalam cetakan untuk dicetak sesuai dengan kebutuhan. Adapun reaksi yang terjadi pada proses elektrolisis ini adalah:

Reduksi : Al³⁺ + 3 e^–  ---------->  Al

Oksidasi: 2 O^2–            ---------->  O₂ + 4 e^2–

Kegunaan Logam Aluminium

Komponen Otomotif

Beberapa bagian badan mobil dan komponen otomotif menggunakan bahan aluminium. Selain harganya yang murah, aluminium juga memiliki sifat termal dan estetika yang baik. Sehingga, banyak produsen mobil yang menggunakan logam aluminium sebagai bahan pembuat komponen dan aksesorisnya.

Pengemasan

Kemasan merupakan salah satu aplikasi yang paling banyak menggunakan aluminium. Beberapa kemasan yang menggunakan aluminium diantaranya kaleng, tutup botol, kemasan obat (tablet, kapsul, kaplet), dll. Aluminium tahan terhadap cuaca, melindungi bahan yang dikemas dari kontaminasi luar dan tahan terhadap pengkorosian.

Konstruksi

Dewasa ini, aplikasi logam aluminium untuk konstruksi bangunan meningkat cukup pesat. Konstruksi bangunan yang mulai digantikan oleh aluminium yaitu rangka atap, rangka jendela, rangka pintu, pipa, tangki, tangga, pagar, dll.

Reblog dari blog Hikmat

Logam Besi

PENDAHULUAN

Besi (lambang: Fe) merupakan salah satu unsur logam yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari manusia. Di dalam tabel periodik, besi masuk ke dalam golongan VIII B periode 4 dengan nomor atom 56. Titik leburnya adalah 1.538 derajat Celsius dan titik didihnya adalah 2.862 derajat Celsius dengan massa jenis 7,874 g/ml. Besi memiliki 2 (dua) keadaan valensi, yaitu besi (II) dan besi (III). Besi merupakan logam yang digunakan secara luas di dalam kehidupan manusia. Hal ini dikarenakan besi memiliki beberapa kelebihan, diantaranya:

1. Besi memiliki sifat-sifat yang menguntungkan dan mudah dimodifikasi

2. Besi memiliki kelimpahan yang cukup banyak di bumi dalam bentuk batuan atau pasir besi

3. Pengolahan besi mudah dilakukan dan murah

Di alam, besi terdapat dalam bentuk mineral bijih besi. Sumber-sumber bijih besi yang terkenal adalah:

1. Magnetit: FeO, Fe2O3

2. Hematit: Fe2O3

3. Limonit: Fe2O3.n H2O

4. Siderit: FeCO3

5. Pirit: FeS2

6. Pirotit: FeS

Magnetit merupakan bijih besi dengan kandungan Fe yang paling tinggi, tetapi keberadaannya di alam hanya sedikit sehingga jaran digunakan sebagai sumber utama pengolahan bijih besi menjadi logam besi. Bijih besi yang sering digunakan sebagai sumber utama dalam pengolahan bijih besi menjadi logam besi adalah Hematit.

Bentuk murni besi berwarna gelap, abu-abu keperakan dengan kilap logam. Logam besi sangat mudah bereaksi dan mudah teroksidasi membentuk karat. Besi oksida pada tanah dan batuan menunjukkan warna merah, jingga, hingga kekuningan. Besi merupakan salah satu logam pembentuk inti bumi.

PROSES PENGOLAHAN BIJIH BESI

Agar bijih besi bisa digunakan untuk kepentingan tertentu, maka diperlukan proses pengolahan bijih besi menjadi logam besi. Proses pengolahan ini melalui beberapa tahap, yaitu:

a. Proses Penghancuran (Crushing) dan Penghalusan (Grinding)

Bijih besi dihancurkan sampai dengan ukuran partikel (mesh) tertentu agar luas permukaan bijih besi lebih besar dan kotoran-kotorannya terpisah sehingga mempermudah pada tahap selanjutnya.

b. Proses Pemisahan

Proses ini dilakaukan dengan cara bijih besi yang telah halus dicuci menggunakan air dalam mesin silinder yang dilapisi magnet sehingga pengotor-pengotor yang mungkin masih ada pada proses sebelumnya dapat dipisahkan dengan baik.

c. Proses Pemanggangan (Roasting)

Proses ini dilakukan dengan tujuan untuk mengubah bijih besi dengan bilangan oksidasi (II) menjadi bijih besi dengan bilangan oksidasi (III).

d. Proses Kalsinasi

Bertujuan untuk mengurangi kadar air dalam biji besi yang akan diolah. Biasanya menggunakan silinder berputar, lalu ke dalam silinder dihembuskan udara panas (200-300 derajat Celsius).

e. Proses Pembuatan Pelet

Bijih besi yang telah halus dan kering dicampur dengan batubara dan binder bentonit dengan komposisi tertentu dalam mixer agitator sehingga konsentrat bijih besi halus dapat merekat membentuk gumpalan-gumpalan yang disebut pelet basah (green pellet).

f. Proses Reduksi (Rotary Kiln)

Proses ini bertujuan untuk memurnikan kandungan besi dari besi oksida menjadi besi dengan proses reduksi eksternal menggunakan gas alam (gas CO) dan reduksi internal dari batubara yang ditambahkan pada proses sebelumnya. Proses ini dilakukan di dalam tungku (blast furnace) dengan temperatur 1.700 derajat Celsius, sehingga besi oksida yang ada akan terpisah membentuk besi murni, sedangkan oksidanya membentuk gas CO2. Hasil yang diperoleh merupakan produk sponge iron yang berupa besi kasar (pig iron).

PEMANFAATAN LOGAM BESI

Besi kasar yang dihasilkan dari proses sebelumnya, kemudian di proses lebih lanjut sehingga menghasilkan logam besi (baik murni maupun paduan) yang sesuai dengan kebutuhan. Secara umum, logam besi yang sering diproduksi untuk digunakan dalam kehidupan sehari-hari diantaranya:

a. Besi Tuang

Besi tuang dibuat dengan mencampurkan besi dan karbon. Kadar karbon yang dicampurkan sekitar 40 %. Sifat besi tuang adalah rapuh, tidak dapat ditempa, baik untuk dituang, liat. Penggunaan besi tuang biasanya sebagai blok silinder, alas mesin, cincin torak, dll.

b. Besi Tempa

Besi tempa merupakaan logam besi yang mengandung 99 % besi murni. Sifat besi tempa adalah dapat ditempa, liat, dan tidak dapat dituang. Besi tempa biasa digunakan untuk membuat landasan kerja plat, rantai jangkar, dll.

c. Baja

Baja merupakan campuran antara besi dengan karbon dan sedikit campuran logam lain. Baja memiliki 4 (empat) jenis variasi sesuai dengan komposisi di dalamnya, yaitu baja lunak, baja karbon sedang, baja karbon tinggi, dan baja karbon tinggi dengan campuran.

1. Baja Lunak

Kadar karbon dalam baja lunak berkisar antara 0,1 % - 0,3 %. Baja lunak memiliki sifat dapat ditempa dengan tanah liat. Biasa digunakan untuk membuat pipa, mur, sekrup, dan keperluan umum dalam pembangunan.

2. Baja Karbon Sedang

Kadar karbon dalam baja karbon sedang berkisar antara 0,4 % - 0,6 %. Baja karbon sedang memiliki sifat lebih kenyal dan keras. Biasa digunakan untuk membuat rel baja, poros, dll.

3. Baja Karbon Tinggi

Kadar karbon dalam baja karbon tinggi berkisar antara 0,7 % - 1,5 %. Baja karbon tinggi memiliki sifat dapat ditempa, dapat disepuh keras, dan dapat dimudakan. Biasa digunakan untuk membuat gergaji, kikir, stempel, pahat, dan alat bubut lainnya.

4. Baja Karbon Tinggi dengan Campuran

Komposisinya adalah baja karbon tinggi ditambah dengan nikel atau kobalt, krom atau tungsten sesuai dengan tujuan penggunaan dan sifat yang diinginkan. Sifat dari baja ini adalah rapuh, tahan suhu tinggi tanpa kehilangan kekerasan, dapat disepuh keras, dan dapat dimudakan. Biasa digunakan untuk membuat mesin bubut dan alat-alat mesin.

PERAWATAN LOGAM BESI

Seperti telah disebutkan di bagian awal artikel ini, besi merupakan logam yang mudah bereaksi dan teroksidasi membentuk karat (disebut sebagai proses korosi). Karat yang terbentuk akan mengurangi umur pakai dan ketahanan besi, sehingga perlu dilakukan tindakan agar logam besi yang digunakan tidak cepat berkarat sehingga umur pakai besi menjadi lebh lama. Perawatan besi yang biasa dilakukan di masyarakat umum adalah dengan cara melapisi besi dengan cat atau bahan pelapis lainnya. Sedangkan di lingkup industri, selain dengan cara dilapis dengan cat atau bahan pelapis lainnya, juga dilakukan perlindungan katodik pada besi yang biasa disebut dengan tumbal anoda.

Reblog dari blog Hikmat

(Dirangkum dari berbagai sumber dengan perubahan seperlunya)

Jatuh Cinta Dari Sudut Pandang Kimia

Wuuuuiiiiiiiiihhhhh... Koq judulnya keliatan serius ya...? :)


Artikel pertama setelah relaunching ni... Jadi agak-agak serius... Hehe...

Yuks kita langsung ke pokok artikel...

Mengapa jatuh cinta?
Cinta sendiri sebenarnya merupakan suatu cara manusia untuk menjaga keberlangsungan spesiesnya di muka bumi. Dengan jatuh cinta, menikah, lalu mempunyai anak, maka keberlangsungan hidup manusia akan terjaga. Sesederhana itu kah? Hmmm… Tentu tidak. Manusia merupakan mahluk multi dimensional, jadi cinta bisa menjadi simpel atau rumit tergantung dari mana memandangnya.

Jika dilihat dari sudut pandang kimia, ketika seseorang jatuh cinta, ternyata ada beberapa senyawa kimia di otak, yang biasa disebut neurotransmiter, dan hormon yang turut bermain di dalamnya. Apa yang dilakukan seseorang ketika jatuh cinta? Ternyata orang jatuh cinta tidak selalu mengatakan apa yang dirasakannya. Menurut sebuah penelitian, 55% orang menyatakan ketertarikannya dengan bahasa tubuh (body language), 38% menunjukkannya melalui nada suaranya, dan hanya 7% yang menunjukkan langsung dengan kata-kata.

Seorang antropolog biologi, Helen Fisher, menyatakan bahwa ada 3 tahap dalam cinta, yang dia sebut sebagai lust, attraction, dan attachment. Dimana pada masing-masing tahap diatur oleh hormon dan atau senyawa kimia yang berbeda.

Tahap 1: Lust (hasrat, keinginan, desire)
Tahap ini diawali dengan ketertarikan atau gairah terhadap lawan jenis, yang dipengaruhi oleh hormon seks, yaitu testosteron pada pria dan estrogen pada wanita. Tahap ini biasanya dimulai dari masa pubertas, di mana seseorang mulai tertarik dengan lawan jenisnya. Masa pubertas sendiri berbeda-beda pada tiap manusia. Tetapi, biasanya masa pubertas menghampiri (cieee... menghampiri) manusia pada masa-masa beranjak dewasa dan (katanya) memasuki usia 40 tahunan.

Tahap 2: Attraction
Tahap ini merupakan tahap yang “amazing” ketika seseorang benar-benar sedang jatuh cinta dan tidak bisa berpikir yang lain. Menurut Fisher, setidaknya ada 3 neurotransmiter yang terlibat dalam proses ini, yaitu adrenalin, serotonin, dan dopamin.

a. Adrenalin
Tahap awal ketika seorang jatuh cinta akan mengaktifkan semacam “fight or flight response”, yang akan meningkatkan pelepasan adrenalin dari ujung saraf. Adrenalin akan bertemu dengan reseptornya di persarafan simpatik dan menghasilkan berbagai efek seperti percepatan denyut jantung, aktivasi kelenjar keringat, menghambat salivasi, dll. Hal inilah yang menyebabkan ketika seseorang secara tidak sengaja bertemu dengan seorang yang disukainya, ia akan berdebar-debar, berkeringat, dan mulut jadi terasa kering/kelu.

b. Dopamin
Helen Fisher meneliti pada pasangan yang baru saja “jadian” mengenai level neurotransmiter di otaknya dengan suatu alat pencitraan, dan menemukan tingginya kadar dopamin pada otak mereka. Dopamin adalah suatu senyawa di otak yang berperan dalam sistem “keinginan dan kesenangan” sehingga meningkatkan rasa senang. Dan efeknya hampir serupa dengan seorang yang menggunakan kokain! Kadar dopamin yang tinggi di otak diduga yang menyebabkan energi yang meluap-luap, berkurangnya kebutuhan tidur atau makan, dan perhatian yang terfokus serta perasaan senang yang indah (exquisite delight) terhadap berbagai hal kecil pada hubungan cinta mereka.

Dopamin juga merupakan neurotransmiter yang menyebabkan adiksi termasuk adiksi dalam cinta. Seperti orang yang mengalami addiksi kokain atau ekstasi. Secara neurobiologi keadaannya sama, yaitu level dopamin yang tinggi di otak. keadaannya mirip seperti seorang penderita bipolar yang mengalami keadaan “hipomania”, perasaan yang tinggi, energi yang meluap-luap, kreativitas yang meningkat, dll. Orang yang sedang mengalami jatuh cinta biasanya tidak akan merasa lelah walaupun harus berjalan berkilometer-kilometer jauhnya, jadi pintar membuat puisi, dll.

c. Serotonin
Yang terakhir adalah serotonin. Ketika jatuh cinta, kadar serotonin otak menurun. Serotonin merupakan neurotransmiter yang terlibat dalam obsesi. Turunnya level serotonin inilah yang menyebabkan mengapa ketika kita jatuh cinta, wajah si dia selalu terbayang-bayang terus di kepala, menjadi terobsesi terhadap si dia. Keadaan kimia otak terkait dengan kadar serotonin pada orang yang sedang “falling in love” itu mirip dengan keadaan orang dengan gangguan Obsessive Compulsive Disorder!! Ada obsesi atau keinginan terhadap sesuatu dan ada dorongan (kompulsi) untuk berulang-ulang melakukan sesuatu untuk mencapai keinginan (obsesi)-nya. Misalnya terobsesi untuk mendengar suara si dia, maka akan ada dorongan untuk menelponnya berulang-ulang.

NGF (Nerve Growth Factor)
Seorang peneliti lain, Enzo Emanuele dari University of Pavia, Italia menemukan adanya senyawa lain yang terlibat dalam peristiwa jatuh cinta, yaitu NGF (Nerve Growth Factor). Penemuannya merupakan penemuan pertama yang menyatakan bahwa NGF mungkin berperan penting dalam proses kimia pada orang jatuh cinta. Ia membandingkan 58 orang pria dan wanita, usia 18-31 tahun, yang baru saja jatuh cinta, dengan kelompok orang-orang yang sudah cukup lama memiliki hubungan cinta dan dengan kelompok lajang. Ia memperoleh data bahwa pada kelompok orang yang sedang “falling in love” ditemukan kadar NGF dalam darah yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan mereka yang sudah membina cinta lebih lama atau yang lajang, dengan perbandingan 227 unit berbanding 123 unit. Menariknya, ketika ia mengecek lagi pada orang yang sama dan masih dengan pasangan yang sama setahun kemudian, kadar NGF-nya turun mencapai kadar yang sama dengan kelompok yang sudah mantap hubungannya atau dengan yang lajang.

Tahap 3: Attachment
Tahap ini adalah tahap ikatan yang membuat suatu pasangan bertahan untuk jangka waktu yang lama, dan bahkan untuk menikah dan punya anak. Para ilmuwan menduga bahwa ada 2 hormon utama lain yang terlibat dalam perasaan saling mengikat ini, yaitu oksitosin dan vasopresin.

Oksitosin – The Cuddle Hormone (hormon untuk menyayangi)
Oksitosin adalah salah satu hormon yang dilepaskan oleh pria maupun wanita ketika mereka berhubungan seksual, yang membuat mereka menjadi lebih dekat satu sama lain. Oksitosin juga merupakan hormon yang dilepaskan oleh sang ibu ketika proses melahirkan dan merupakan hormon pengikat kasih sayang ibu dengan anaknya.

Vasopresin
Sedangkan vasopresin adalah hormon penting lainnya yang menjaga komitmen hubungan suatu pasangan. Hormon ini juga dilepaskan setelah hubungan seksual.
Didalam sudut pandang sains kesehatan, “patofisiologi”, cinta itu memang mirip patofisiologi penyakit. Dan nyatanya memang tidak sedikit orang yang sakit fisik dan jiwa karena cinta. Hmmm... Jadi takut deket-deket orang yang sedang jatuh cinta!!! :D

Selain itu, perasaan jatuh cinta juga bisa mempengaruhi suasana hati seseorang. Kalau perasaan sedang sehati dengan dia, hidup terasa indah berbunga-bunga. Sebaliknya, kalau bertepuk sebelah tangan, hidup bagai kehilangan warna…!!! :D


Cinta tidak memandang pangkat, jabatan, tingkat intelektual karena itu merupakan salah satu fitrah manusia.


Weleh... Weleh... Ternyata jatuh cinta melibatkan senyawa kimia juga...



Reblog dari blog Hikmat



*Dirangkum dari berbagai sumber disertai sedikit suntingan*