Sabtu, 17 April 2010

Rabu, 04 Juni 2008

Kimia Anorganik - Unsur Au

Bab I
Pendahuluan

A. Logam
1. Sifat –Sifat istimewa logam
a. Kuat
Kecuali raksa, semua berwujud padat pada suhu kamar. Kekerasan dan kekuatan logam dapat ditimgkatkan dengan cara mencampurkan logam dengan logam yang lain atau dengan non logam yang disebut aliase(alloy).

b. Dapat ditempa dan dapat direnggangkan
Logam tidak hancur bila dipukul. Maka, logam dapat ditempa untuk membuat berbagai perkakas, barang kerajinan atau perhiasan. Logam dapat pula diulur menjadi kawat.

c. Konduktor lsitrik yang baik
Sifat ini yang mendasari penggunaan logam sebagai kabel listrik, serta alat memasak seperti ketel, panci dan kuali.

d. Mengkilap jika digosok
Logam dimanfaatkan sebagai perhiasan maupun untuk dekorasi karena memiliki sifat mengkilap jika di gosok.

e. Pada suhu kamar berwujud padat kecuali raksa (berwujud cair).

2. Metalurgi
Metalurgi adalah proses pengolahan bahan-bahan alam menjadi logam unsur yang selanjutnya menjadi logam dengan sifat-sifat yang diinginkan. Bahan anorganik alam yang ditemukan di kerak bumi disebut mineral.
Metalurgi melalui tiga tahapan, yaitu :
a. Pemekatan bijih
Di dalam bijih mengandung batuan tak berharga yang disebut batureja (gangue). Pemekatan bijih bertujuan untuk menyingkirkan sebanyak mungkin batureja. Pemisahan selanjutnya dapat dilakukan dengan cara fisis seperti pengapungan (flotasi) atau penarikan dengan magnet. Bijih yang telah dihancurkan diberi minyak tertentu. Mineral akan melekat pada buih sehingga terlepas dari batureja atau batureja akan melekat pada buih.

b. Peleburan
Peleburan (smelting) adalah proses reduksi bijih sehingga menjadi logam unsur yang dapat digunakan. Makin aktif logam makin sukar direduksi, sehingga diperlukan pereduksi yang lebih kuat. Logam yang kurang aktif sepeti tembaga dan emas dapat direduksi hanya dengan pemanasan. Seringkali proses peleburan ditambah dengan fluks, yaitu suatu bahan yang mengikat pengotor dan membentuk zat yang mudah mencair, yang disebut terak.

c. Pemurnian
Pemurnian (refining) adalah penyesuaian komposisi kotoran dalam logam kasar. Beberapa cara pemurnian:
- Elektrolisis
Misalnya pemurnian tembaga dan nikel.
- Destilasi
Misalnya pemurnian seng dan raksa.
- Peleburan ulang
Misalnya pemurnian besi.
- Pemurnian zona
Yaitu suatu cara modern yang dilaksanakan dalam pemurnian logam.
B. Emas
Emas ialah unsur kimia dalam sistem periodik unsur yang mempunyai simbol Au (L. aurum) dan nombor atom 79. Emas merupakan logam lembut, berkilat, berwarna kuning, padat, mudah ditempa, udah ditarik, logam peralihan (trivalen dan univalen), dan stabil, emas tidak bertindak bereaksi dengan kebanyakan bahan kimia. Walau bagaimanapun emas dapat bereaksi dengan klorin, fluorin dan akua regia. Logam ini selalunya hadir dalam bentuk bongkahan dan butiran batuan dan pendaman aluvial.

1. Sejarah Emas
Emas (Sanskrit jval, Yunani χρυσος = chrysos, Latin aurum, berarti fajar yang cerah, Anglo-Saxon gold, China 金 [jīn], Jepang 金 [kin]) telah diketahui sebagai sangat berharga sejak zaman prasejarah lagi. Emas dikenal antara lain di Mesopotamia dan Mesir. Pada abad pertengahan, begitu kuat orang mendambakan emas, sehingga lahir ilmu alkimia, dengan tujuan membuat emas. Manusia modern berhasil mencapai cita-cita itu dengan mengekstrak emas dari air laut dan mengubah timbel atau merkurium menjadi emas dalam mempercepat partikel. Namun emas yang murah tetaplah emas alamiah yang harus ditambang.
Emas telah lama dianggap sebagai logam yang paling berharga, dan nilainya telah digunakan sebagai standart untuk banyak mata uang dalam sejarah. Emas telah digunakan sebagai simbol kemurnian, nilai tinggi, kerajaan, dan lebih-lebih lagi peranan yang mengaitkan sifat-sifat tersebut.
Tujuan utama ahli alkimia adalah untuk menghasilkan emas dari bahan yang lain, seperti karbon – kemungkinan melalui interaksi dengan sejenis bahan dongeng yang disebut batu bertuah. Meskipun usaha mereka tidak pernah mendapat hasil, namun ahli alkimia telah menaikkan keminatan terhadap bidang melibatkan unsur, yang menjadi asas kepada bidang kimia masa kini.

Simbol mereka untuk emas ialah bulatan dengan titik di tengah-tengah, yang merupakan simbol dalam bidang astrologi. Simbol dalam karakter Cina kuno adalah matahari (日).
Pada sekitar abad ke-19, pencarian emas muncul kapanpun ketika terdapat pendaman emas dijumpai, termasuklah di California, Colorado, Otago, Australia, Black Hills, dan Klondike.

2. Perolehan Emas
Lautan dunia memiliki jumlah emas yang banyak, tapi konsentrasinya sangat sedikit (mungkin 1 – 2 bagian per miliar). Fritz Haber (Penemu proses Haber dari Jerman) mengusahakan ektraksi komersil emas dari air laut dalam usahnya untuk membantu pembayaran ganti rugi Jerman setelah Perang Dunia I. Sayangnya, perkiraannya pada konsentrasi emas di air laut terlalu tinggi, mungkin tergantung pada cemaran sampel. Usaha untuk memproduksi emas yang sedikit dan harga pemerintahan Jerman lebih jauh dari harga komersil emas. Tidak ada mekanisme komersil yang bagus untuk ektraksi emas dari air laut yang telah diidentifikasi.

3. Produksi Emas di Indonesia
Sebelum Perang Dunia II, Indonesia adalah penghasil emas terbesar di Asia Tenggara. Satu-satunya pengelola tambang emas di Indonesia pada awal tahun 1980-an adalah PT Aneka Tambang, sebuah BUMN di bawah Departemen Pertambangan dan Energi.
Tiga penambang emas besar di Indonesia menurut data tahun 1987 adalah:
- PT Freeport Indonesia Inc. yang berlokasi di Tembagapura, Papua dengan jumlah produksi 2,2 ton/tahun (1986).
- PT Lusang Mining yang berlokasi di Bengkulu dengan jumlah produksi 300 kg/tahun (1986).
- PT Aneka Tambang (Persero) berlokasi di Cikotok, Jawa Barat dengan jumlah produksi 240 kg/tahun (1986).

C. Sifat Emas
Emas merupakan logam yang sangat berharga karena keberadaannya yang sangat langka di alam, tidak mudah berkarat atau memudar, tahan lama, memiliki warna yang menarik. Emas murni itu halus. Emas biasa dikeraskan dengan mencampurkannya dengan kuningan atau perak. Bagian emas yang terdapat dalam campuran diukur dalam karat. Emas murni memiliki kadar 24 karat. Campuran seimbang bagian emas dan perak adalah 12 karat, emas 18 karat → 18/24 berarti emas 75 %. Emas dapat dibentuk jadi lembaran demikian tipis sehingga tembus pandang.
Emas ialah unsur logam yang berwarna kuning berkilauan tetapi boleh juga berwarna seperti delima atau hitam apabila dibahagi dengan halus. Larukan koloid emas pula mempunyai warna berkeamatan tinggi yang biasanya berwarna ungu.
Warna yang terdapat pada emas adalah disebabkan oleh frekuensi plasmon emas yang terletak pada julat penglihatan, mengakibatkan warna merah dan kuning dipantulkan sementara warna biru diserap. Hanya koloid perak mempunyai interaksi yang sama terhadap cahaya, tetapi dalam frekuensi yang lebih pendek, sehingga menyebabkan warna koloid perak menjadi kuning.
Emas juga merupakan logam yang paling mudah ditempa dan ditarik. Satu gram emas boleh ditempa menjadi satu keranjang berukuran panjang satu meter dan lebar satu meter. Emas biasanya dialoikan dengan logam yang lain untuk menjadikannya lebih keras.
Emas merupakan penghantar panas dan listrik yang baik, dan tidak dipengaruhi oleh udara dan kebanyakan reagen. Secara kimianya, logam emas tidak boleh diubah oleh panas, kelembapan.
Emas asli mengandungi antara 8% dan 10% perak, tetapi biasanya kandungan tersebut lebih tinggi. Aloi semula jadi dengan kandungan perak yang tinggi dipanggil elektrum. Apabila jumlah perak bertambah, warnanya menjadi lebih putih. Aloi dengan kuprum menghasilkan logam kemerahan, aloi besi berwarna hijau, dan aloi aluminum berwarna ungu. Keadaan pengoksidaan emas yang biasa termasuk +1 dan +3.

Bab II
Pembahasan

A. Komposisi Emas
Emas dapat ditempa sedemikian tipisnya sehingga tumpukan dari 120000 lembar tidak lebih dari 1 cm tebalnya. 1 gram emas dapat diulur menjadi kawat sepanjang 2,5 km. Secara kimiawi emas tergolong inert sehingga disebut logam mulia. Emas tidak bereaksi dengan oksigen dan tidak terkorosi di udara. Emas juga tidak berekasis dengan asam atau basa apapun. Akan teteapi emas dapat larut pada akua regia, yaitu campuran tiga bagian volum asam klorida pekat dan atau bagian volum asam nitrat pekat.
Au(s) + 4HCL (aq) + HNO3(aq) → HAuCl4(aq) + NO (g) + 2H2O(l)

Untuk mendapatkan emas yang keras maka emas dipadukan dengan tembaga atau perak. Kadar emasnya dinyatakan dalam karat atau persen. Emas murni 24 karat. Emas 18 karat berarti 18 bagian emas dan 6 bagian logam lain. Untuk emas merah atau kuning adalah aloi dengan tembaga. Emas putih adalah aloi emas dengan platinum, iridium, nikel, atau zink. Aloi besi berwarna hijau, dan aloi aluminum berwarna ungu.

B. Produksi Emas
Ekstraksi emas secara ekonomi dapat diperoleh dari nilai biji emas sekecil 0,5 gr/1000 kg (0,5 ppm) rata-rata dengan mudah digali, nilai biji emas khas dalam galian terowongan terbuka yakni 1,5 gr/1000 kg (1 – 5 ppm), nilai biji emas dalam tanah atau galian batu paling tidak 3 gr/1000 kg (3 ppm).
Nilai biji emas 30 gr/1000 kg (30 ppm) biasanya dibutuhkan sebelum emas dapat dilihat dengan mata telanjang, oleh karena itu dalam kebanyakan galian emas, Anda tidak akan melihat emas apapun.




Sejak tahun 1880-an, Afrika Selatan telah menjadi sumber untuk sebagian besar sediaan emas dunia. Produksi di tahun 1970 dihitung hingga 70 % sediaan dunia, memproduksi sekitar 1000 ton, namun produksi di tahun 2004 hanya 342 ton. Penurunan ini berhubungan dengan bertambahnya kesulitan dalam ektraksi dan faktor ekonomi yang memperngaruhi industri Afrika Selatan.
Produser utama lainnya, yakni Kanada, Amerika Serikat, dan Australia Barat. Galian di Dakota Selatan dan Nevada menyediakan dua pertiga emas yang digunakan di Amerika Serikat. Daerah Siberia di Rusia juga terbiasa sebagai negara penting dalam industri galian emas. Ladang Emas Kolar di India adalah contoh lain untuk kota yang sedang dibangun untuk bahan galian emas terbesar di India.
Namun, mungkin untuk mendapat sejumlah kecil emas dalam jumlah yang tidak terbatas dengan kecerdasan transformasi nuklir dalam akselerator partikel. Isotop emas menghasilkan kemiripan radioaktif. Tidak ada sama sekali metode secara ekonomi yang mungkin untuk membuat emas dengan cerdas yang telah ditemukan dan dipublikasikan.
Emas dipisahkan daripada bijihnya menggunakan sianida, amalgam, dan peleburan. Pemurnian logam biasanya dijalankan menggunakan elektrolisis. Logam ini terdapat di dalam air laut pada kepekatan 0,1 - 2 mg/ton bergantung kepada kedudukan sampel. Walau bagaimanapun, sehingga kini yaitu tahun 2006 tidak terdapatnya apa-apa cara yang boleh memberi hasil keuntungan sekiranya emas diperoleh selain dari air laut.

C. Pemurnian Emas
Pemurnian emas dilakukan dengan cara sianidasi langsung, sianidasi dengan karbon. Proses pemurnian ini didasarkan pada proses yang terdiri dari biji dengan suatu larutan natrium sianida atau suatu ekivalen sianida lalu setelah memisahkan larutan dari pengotor, presipitasi emas, biasanya dilakukan dengan zink atau aluminium dan kadang-kadang dengan logam lain.



Persamaan reaksi yang umum digunakan untuk pemisahan emas dalam larutan alkali sianida adalah:
2Au + 4CN- + ½O2 + H2O → 2[Au(CN)2]- + 2OH-
Mekanisme reaksi ini adalah mekanisme elektrokimia. Hidrogen peroksidan telah dideteksi dalam larutan sianida di mana emas telah terpisah secara cepat, dan observasi ini menunjukkan bahwa beberapa emas kemungkinan terpisah melalui sepasang reaksi yang melibatkan pembentukan pertama hidrogen peroksida.
2Au + 4CN- + O2 + H2O → 2[Au(CN)2]- + 2OH- + H2O2
Lalu hidrogen peroksida bereaksi dengan beberapa emas dan sianida.
2Au + 4CN- + H2O2 → 2[Au(CN)2]- + 2OH-

Hanya univalen emas yang diperoleh dalam larutan sianida, sehingga pemisahan oksigen pada tekanan atmosfer tidak dapat mengoksidasinya. Oksigen dari udara adalah agen pengoksidasi untuk memisahkan emas dalam suatu larutan sianida.
Setelah emas dipisahkan dari larutan sianida dan dari residunya, langkah selanjutnya adalah memurnikan emas sambil menyimpan larutan untuk dipakai kembali. Presipitan yang digunakan adalah zink, yang menggantikan emas dalam larutan sianida melalui suatu reaksi:
2[Au(CN)2]- + Zn → 2Au + [Zn(CN)4]2-
Presipitan lain yang dipakai adalah aluminium, yang lebih sederhana daripada zink dan meregenasi sianida secara langsung.
2[Au(CN)2]- + 3OH- + Al → 3Au + 6CN- + Al(OH)3

Emas biasanya juga dimurnikan dari larutan sianida melalui elektrolisis. Proses ini melibatkan penggunaan ;arutan alkali sianida sebagai elektrolit dalam suatu sel di mana besi merupakan suatu anoda dan aluminium pada katoda. Reaksi sel yang terjadi adalah
2[Au(CN)2]- + 2OH- → 2Au + 4CN- + H2O + ½O2



Pada proses sianidasi, logam zink akan mengendapkan emas dari larutan sianida. Dalam sianidasi dengan karbon, bijih emas dilumat menjadi bubur dan emasnya dilarutkan dalam larutan sianida. Kemudian ditambahkan karbon aktif untuk mengadsorpsi ion-ion kompleks emas. Karbon ini dipisahkan dari bubur emas dengan suatu teknik penapisan. Akhirnya emas dilepaskan dari karbon dengan memasukkan karbon dalam larutan sianida kaustik panas.
Emas dipisahkan dari larutan berdasarkan reaksi:
4Au + 8CN- + H2O + O2 → 4[Au(CN)2]- + 4OH-
2[Au(CN)2]- + Zn → 2Au + [Zn(CN)4]2-
Emas diperoleh dari beberapa proses di atas masih dikotori oleh logam zink. Emas murni diperoleh dengan cara elektrolisis atau pelarutan pengotor dalam H2SO4 atau HNO3.

D. Reaksi Kimia Unsur
Tingginya nilai potensial reduksi emas mengakibatkan logam ini selaku terdapat di alam dalam keadaan bebas. Untuk keperluan ektraksi dari bijihnya, proses dengan melibatkan senyawa sianida dapat diterapkan seperti halnya pada ekstraksi logam perak. Emas membentuk berbagai senyawa kompleks, tetapi hanya sedikit senyawa anorganik sederhana. Emas (I) oksida, Au2O, adalah salah satu senyawa yang stabil dengan tingkat oksidasi +1, seperti halnya tembaga, tingkat oksidasi +1 ini hanya stabil dalam senyawa padatan, karena semua larutan garam emas (I) mengalami disproporsionasi menjadi logam emas dan ion emas (III) menurut persamaan reaksi:
3Au+(aq) → 2Au(s) + Au3+(aq)

1. Reaksi emas dengan udara
Logam emas stabil di udara di bawah kondisi normal. Namun emas terurai dalam larutan sianida dalam tekanan udara.

2. Reaksi emas dengan air
Emas tidak bereaksi dengan air.
3. Reaksi emas dengan halogen
Logam emas bereaksi dengan klorin, Cl2, atau bromin, Br2, untuk membentuk trihalida emas (III) klorida, AuCl3, atau emas (III) bromida, AuBr3.
2Au(s) + 3Cl2(g) → 2AuCl3(s)
2Au(s) + 3Br2(g) → 2AuBr3(s)

AuCl3 dapat larut dalam asam hidroksida pekat menghasilkan ion tetrakloroaurat (III), [AuCl4]-, suatu ion yang merupakan salah satu komponen dalam “emas cair”, yaitu suatu campuran spesies emas dalam larutan yang akan mengendapkan suatu film logam emas jika dipanaskan.
Di lain pihak, logam emas bereaksi dengan iodin, I2, untuk membentuk monohalida, emas (I) iodida, AuI.
2Au(s) + I2(g) → 2AuI(s)

4. Reaksi emas dengan asam
Logam emas terurai dalam akua regia, campuran asam klorida, HCl, dan asam nitrat pekat, HNO3, dengan perbandingan 3:1. Nama akua regia diciptakan oleh alkemis karena kemampuannya untuk menguraikan “raja logam”.

5. Reaksi emas dengan basa
Emas tidak bereaksi dengan larutan basa.

E. Proses Produksi
1. Alat
a. Neraca f. Bor mesin/alat ukir
b. Koi/cawan g. Alat penggilingan emas
c. Tangki bahan bakar h. Sengki
d. Pompa bahan bakar i. Mesin pemoles
e. Blender; pemanasan j. Panci pemanas

2. Bahan
a. Sendawa 2 % d. NaCl 1 %
b. Tawas 1 % e. H2O
c. Bensin f. Deterjen

3. Cara Kerja
a. Pemadatan
Emas dipadatkan dengan cara dipukul-pukul supaya bentuk strukturnya tidak mudah pecah.

b. Pemotongan
Emas batangan ditimbang menggunakan neraca kemudian dipotong sesuai dengan bentuk yang diinginkan menggunakan gunting pemotong.

c. Penggilingan
Setelah emas dipotong-potong menjadi bagian yang kecil-kecil. Emas dimasukkan ke dalam alat penggilingan untuk dibentuk menjadi bentuk perhiasan (cincin, kalung, gelang).

d. Pemanasan
Perhiasan dipanaskan ke dalam panci pemanas dengan menambahkan larutan sendawa 2 %, tawas 1 %, NaCl 1 %, H2O. Penambahan zat tersebut digunakan agar perhiasan emas berwarna kuning mengkilat.

e. Pemolesan
Sebelum dipoles dengan alat pemoles, perhiasan diukir dengan bor mesin sesuai dengan bentuknya, kemudian dicuci dengan bensin dilankitkan dengan deterjen dan dibilas dengan air, lalu dikeringkan.


f. Pemasakan
Perhiasan dimasak dalam panci yang dipanaskan dengan larutan sendawa 2 %, tawas 1 %, NaCl 1 %, hingga dua kali proses pemasakan.

g. Penggosokkan
Perhiasan digosok dengan menggunakan alat yaitu sengki yang bertujuan supaya perhiasan emas bisa berwarna kuning mengkilat.

Bor mesin adalah suatu alat yang digunakan untuk menjadikan perhiasan menjadi bentuk yang diinginkan, dan perhiasan dapat digunakan untuk pengujian kadar.
Alat penggilingan emas berfungsi untuk menggiling sampel sehingga diperoleh sampel yang halus sehingga dapat mempercepat proses pemasakan.
Sendawa/Salpeter disebut niter, ada tiga mineral yang mendukung nama ini, salpeter biasanya adalah kalium nitrat (KNO3), salpeter Norwegia/salpeter kapur (kalsium nitrat, Ca(NO3)2), salpeter natrium (natrium nitrat teknis), dibuat dengan mereaksikan kalium klorida dengan asam nitrat/natrium nitrat.
Jika salpeter tidak tersedia maka asam nitrat dibuat dari nitrogen udara dan salpeter justru dibuat dengan mereaksikan asam nitrat itu dengan oksida natrium atau kalsium.
Perhitungan kadar emas dengan rumus:








F. Kegunaan Emas
Emas murni adalah terlalu lembut untuk kegunaan biasa, oleh itu logam ini ditambahkan kekerasannya dengan mengaloikannya bersama perak (argentum), tembaga (kuprum) dan logam-logam lain. Emas dan pelbagai jenis aloi emas biasanya digunakan dalam pembuatan perhiasan, pembuatan uang logam, dan sebagai standart pertukaran perdagangan dalam banyak negara. Selain itu, emas dapat menghantarkan listrik dengan amat baik. Ini menjadikan emas muncul sebagai logam industri penting pada akhir abad ke 20.

Kegunaan lain:
1. Emas memainkan beberapa peranan penting dalam pembuatan komputer, alat komunikasi, kapal angkasa, mesin pesawat jet, kapal terbang, dan hasil pengeluaran yang lain.
2. Daya tahan terhadap pengoksidaan membolehkan emas digunakan secara berleluasa dalam pembuatan lapisan nipis elektroplat pada permukaan penyambung elektrik untuk memastikan penyambungan yang baik.
3. Seperti perak, emas boleh membentuk amalgam keras bersama raksa, dan ini kadang kala digunakan sebagai bahan pengisi gigi.
4. Emas koloid (nanopartikel emas) ialah larutan berwarna berkeamatan tinggi yang kini sedang dikaji di dalam makmal-makmal untuk kegunaan perubatan dan biologi (kaji hayat). Ia juga merupakan bentuk yang sering digunakan dalam pengecatan emas pada seramik sebelum seramik dibakar.
5. Asam kloraurik digunakan dalam fotografi untuk memberi toning kepada gambar perak.
6. Dinatrium aurothiomalate digunakan dalam pengobatan artritis rheumatoid (diberikan secara suntikan intra-otot).
7. Isotop emas Au-198, (Waktu paro: 2,7 hari) digunakan dalam pengobatan kanker dan pengobatan penyakit lain.
8. Emas digunakan sebagai bahan pelapisan untuk membolehkan bahan biologi diperhatikan di bawah skan mikroskop elektron.
9. Banyak pertandingan dan penganugerahan, seperti Olimpiade dan Anugerah Nobel, pemenangnya akan meraih medali emas (manakala perak diberikan kepada pemenang kedua, dan perunggu kepada yang ketiga).

G. Bahaya Emas
Badan manusia tidak dapat menyerap logam ini dengan baik dan senyawa emas kebiasaannya tidak begitu beracun. Namun dilaporkan lebih 50% penderita artritis yang dirawat dengan obat yang mengandungi emas mengalami kerusakan hati dan ginjal.

0 komentar:

Tidak ada komentar: