Mengungkap Proses Pembuatan Unsur-unsur dan Senyawa

Ilmu kimia merupakan ilmu yang sangat luas penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. Perkembangan yang pesat dalam bidang kimia banyak memberi sumbangan terhadap kemajuan dalam berbagai bidang, seperti bidang kesehatan, lingkungan, industri, dan bidang lainnya yang sangat erat kaitannya dengan kimia. Jika diperhatikan, seluruh aspek kehidupan tidak terlepas dari produk kimia. Makanan yang kita makan, obat-obatan, bahan-bahan pembersih, seperti sabun, deterjen, pasta gigi, alat-alat transportasi merupakan sebagian kecil dari produk kimia yang digunakan.

Tentu semua dapat merasakan manfaat dari berbagai produk kimia tersebut, yang membuat kehidupan menjadi lebih mudah. Perlu diketahui, ilmu Kimia merupakan bagian dari salah satu bidang sains yang mempelajari tentang susunan, komposisi, struktur, sifat-sifat materi dan perubahannya, serta energi yang menyertai perubahan tersebut.

Pada pembahasan kali ini, kita akan mengungkap tentang proses pembuatan unsur-unsur dan senyawa. Berikut adalah proses yang dimaksud, dimana itu meliputi Alkali, Alkali Tanah, Halogen, Aluminium dan banyak lagi.

Alkali (Natrium)

Pembuatan unsur dan senyawa natrium dapat dilakukan dengan proses Downs, yaitu elektrolisis lelehan NaCl. Air asin yang mengandung NaCl diuapkan sampai kering kemudian padatan yang terbentuk dihancurkan, dan dilelehkan. Sedangkan untuk mengurangi biaya pemanasan, NaCl (titik lebur 801⁰C) dicampur dengan 1 bagian CaC12 untuk menurunkan suhu lebur hingga 580⁰C.

Alkali Tanah (Magnesium)

Pembuatan unsur dan senyawa magnesium ini dapat diperoleh melalui proses Downs. Dimana, magnesium diendapkan sebagai magnesium hidroksida dengan menambahkan Ca(OH)2 ke dalam air laut. Setelah itu, tambahkan asam klorida untuk mendapatkan kloridanya, yang kemudian diperoleh kristal magnesium klorida (MgCl.6H2O).

(Baca juga: Apa Itu Badan Golgi?)

Setelah itu, elektrolisis leburan kristal magnesium dengan terlebih dahulu menambahkan magnesium klorida yang mengalami hidrolisis sebagaian ke campuran leburan natrium dan kalsium klorida. Hal ini dilakukan untuk menghindari terbentuknya MgO saat kristal MgCl.6H2O dipanaskan. Maka magnesium tersebut akan terbentuk pada katode.

Halogen

Fluorin

Pembuatan unsur dan senyawa fluor dapat diperoleh dengan menggunakan proses Moissan, sesuai dengan nama orang yang pertama kali mengisolasi fluorin, H. Moissan (1886). Proses ini menggunkan metode elektrolisis HF terlarut dalam leburan KHF2. Dengan reaksi : 2 HF H₂(g) + F₂(g)

Klorin

Klorin dapat dibuat menggunakan 3 cara yaitu proses deacon (oksidasi), HCl dicampur dengan udara, kemudian dialirkan melalui CuCl₂ yang bertindak sebagai katalis dan reaksi terjadi pada suhu ± 430⁰C dan tekanan 20 atm. Cara kedua, elektrolisis larutan NaCl menggunakan diafragma. Cara ketiga, elektrolisis lelehan NaCl.

Bromin

Pada skala industry, bromin dihasilkan dengan mengektraksi air laut. Hal ini karena kandungan air laut Br – tinggi (kira-kira 70 ppm). Mula-mula pH air laut dibuat menjadi 3,5 dan kemudian direaksikan dengan Cl₂(g) untuk mengoksidasi Br – menjadi Br₂(g).

Iodin

Dalam skala industry, iodin diperoleh dengan mereaksikan NaIO₃ dengan natrium bisulfit (NaHSO₃). Endapan I₂ yang di dapat, disaring dan dimurnikan.

Aluminium

Pembuatan unsur dan senyawa aluminium diperoleh dengan menggunakan proses Hall-Heroult, dimana pengolahan ini meliputi dua tahap yaitu tahap pemurnian dan tahap elektrolisis.

Tahap pemurnian, pada tahap ini aluminium yang diproduksi dari bauksit yang mengandung besi oksida (Fe203) dan silica dimurnikan dengan melarutkan bauksit tersebut ke dalam NaOH(aq). Besi oksida (Fe203) yang bersifat basa tidak larut dalam larutan NaOH. Reaksi : Al₂O₃(s)+2NaOH(ag)→2NaAlO₂(ag)+H2O

Larutan tersebut kemudian diasamkan untuk mengendapkan Al(OH)3(s). Al2O3 murni dapat dihasilkan dengan cara pemanasan Al(OH)3, kemudian disaring akan diperoleh Al2O3. Reaksi: NaAlO₂(ag)+HCl(ag)+H2O→Al(OH)₃(s)+NaCl(ag)2Al(OH)₃(s)→Al₂O₃(s)+3H₂O(g)

Tahap elektrolisis, Al₂O₃ (dengan titik leleh 2.030 °C) dicampurkan dengan kriolit (Na₃AlF₆) (untuk menurunkan titik leleh menjadi 1.000 °C). Larutan Al₂O₃ dalam kriolit dielektrolisis menggunakan karbon sebagai katode dan anode.

Nitrogen

Pembuatan unsur dan senyawa gas nitrogen (N2) ini dilakukan dengan pencairan dan distilasi fraksional udara. Nitrogen cair terdistilasi lebih dulu karena titik didihnya lebih kecil dari oksigen. Setelah itu, gas nitrogen (N2) dapat dibuat dengan reaksi larutan NH4Cl (ammonium klorida) dan NaNO3 (natrium nitrit).

Oksigen

Pembuatan unsur dan senyawa oksigen (O2) dilakukan dengan dekomposisi garam yang mengandung banyak oksigen. Senyawa tertentu yang mengandung oksigen dalam jumlah besar sepertikalium klorat, kalium permanganate, kalium nitrat, dan lain-lain menghasilkan gas oksigen pada pemanasan yang kuat.

Belerang

Pembuatan unsur dan senyawa belerang dapat diperoleh dengan cara ekstraksi melalui proses Frasch. Belerang yang ada di bawah tanah dicairkan dengan mengalirkan air super panas melalui pipa bagian luar dari suatu susunan tiga pipa konsentrik.

Belerang cair tersebut dipaksa keluar dengan memompakan udara panas. Setelah itu belerang dibiarkan membeku, sehingga belerang yang diperoleh dengan cara ini mempunyai kemurnian sampai 99,6% karena belerang tidak larut dalam air.

Silikon

Pembuatan unsur dan senyawa silicon dapat diperoleh dengan cara mencampurkan silica dan kokas (sebagai reduktor) dan memanaskannya di dalam tanur listrik pada suku 3.000⁰C dengan reaksi SiO2(l) + C(s) Si(l) + 2 CO(g).

Besi

Pembuatan unsur dan senyawa besi dapat dilakukan dengan melebut dalam suatu alat yang disebut blast furnace (tungku sembur) yang terbuat dari batu bata yang tahan panas tinggi. Dimana, bahan yang dimasukan dalam tanur ini ada 3 macam yaitu bijih besi yang dikotori pasir, batu kapur (CaCO3) untuk mengikat kotoran, dan karbon (kokas) sebagai zat pereduksi.

Tembaga

Tembaga diekstraksi dari tembaga pirit dengan metode pirometalurgi, hal ini melibatkan proses reduksi logam. Dimana, ekstraksi ini melibatkan langkah-langkah yaitu penghancuran dan pemekatan, pemanggangan, peleburan atau pelelehan, dan bessemerisasi. Adapun tahapannya adalah :

Tembaga diekstraksi dari tembaga pirit.
Tembaga pertama dihancurkan dan kemudian disaring.
Bijih yang hancur ini dipekatkan dengan proses floatasi berbuih.
Bijih pekat dipanggang di perapian tungku reverberatori dengan suplai udara bebas.
Bijih yang dipanggang dicampur dengan kokas dan pasir dan kemudian dilebur dalam tanur tiup dengan adanya udara.
Pada peleburan, lelehan yang terutama mengandung sulfida tembaga dengan sedikit sulfida besi, yang dikenal sebagai matte dan dipindahkan ke konverter Bessemer.
Dalam konverter Bessemer, logam memadat dan membebaskan gas sulfur dioksida, yang menghasilkan lepuhan dalam logam yang dikenal sebagai tembaga lepuhan atau tembaga blister.
Tembaga murni 99%, yang dikenal sebagai tembaga blister, kemudian disempurnakan. Selanjutnya, pemurnian dilakukan dengan pemurnian elektrolitik.