Cara Pembuatan Unsur Golongan Logam Transisi Periode 4

Unsur golongan transisi semuanya berbentuk logam, sehingga disebut pula golongan logam transisi periode 4.

Unsur golongan logam transisi periode 4 terdiri dari skandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V), krom (Cr), mangan (Mn), besi (Fe), kobalt (Co), nikel (Ni), tembaga (Cu), seng (Zn).

Bagaimana cara pembuatan unsur golongan logam transisi periode 4? Simak penjelasannya di bawah ini!

Skadium (Sc)

logam skandium dibuat dengan elektrolisis cairan ScCI3 yang dicampurkan dengan klorida-kloroda lain.

Titanium (Ti)

Logam titanium (T) diperoleh dengan cara mengalirkan gas kloris pada TiO2, sehingga terbentuk TiCI, dengan reaksi:

TiO2(s)+2C(s)+2CI2(g)→TiCI4(s)+2CO(g)

TiCI yang terjadi direduksi dengan logam Mg pada suhu tinggi yang bebas oksigen. Reaksinya:TiCI(s)+2Mg(s)→Ti(s)+2MgCI2(s)

Vanadium (V)

Vanadium dihasilkan dari reduksi V,O, dengan campuran silikon (Si) dan besi (Fe). Reaksinya:

2V205(s)+ 5Si(s)+ Fe(s)→4V (+Fe)(s) + 5Si2(s)

4V (+Fe)(s) + 5Si2(s) merupakan Δ  ferovanadium

Krom (Cr)

Krom (FeCr2O4) direduksi oleh karbon menghasilkan ferokrom, reaksinya:

FeCr204(s)+4C(s)→Fe(s)+ 2Cr(s) 4CO(8)

Fe(s)+ 2Cr(s) 4CO(8) merupakan ferokrom

Logam krom dibuat menurut proses goldschmidt dengan jalan mereduksi Cr2O3 dengan logam aluminium, reaksinya:

Cr2O3(s)+2AI(s)→AI2O3(s)+2Cr(s)

Mangan (Mn)

Pembuatan mangan dilakukan dengan mereduksi MnO2 dengan campuran besi oksida

dan karbon. Reaksinya:

MnO2(s)+Fe2O3(s)+5C(s)→2Fe(s) Mn(a)+5C0(a)

Logam mangan murni dibuat dengan proses alumino thermi seperti pembuatan logam krom. Reaksinya:

• Tahap 1: 3MnO2(s)→Mn3O4(g)+O2(g)
• Tahap 2: 3Mn3O4(s)+ 8AI(s)→9Mn(s) + 4AI2O3(s) 

Besi (Fe)

Proses pengolahan biji besi menjadi logam besi dilakukan dalam tanur tinggi. Prinsip kerjanya dengan mereduksi oksida besi menggunakan gas karbon monoksida.

Adapun langkah- langkah proses pengolahan besi dari bijihnya, sebagai berikut:

• Bahan-bahan dimasukkan ke dalam tanur melalui puncak tanur. Bahan-bahan tersebut sebagai berikut:

• 1. Bahan utama, yaitu bijih besi hematit (Fe2O3) dicampur dengan pasir (SiO2) dan oksida oksida asam lain. Bahan ini akan direduksi.
  2. Bahan pereduksi, yaitu kokas (karbon).
  3. Bahan tambahan, yaitu batu kapur (CaCO3) yang berfungsi untuk mengikat zat-zat pengotor.

• Udara panas dimasukkan dari bagian bawah tanur sehingga suhu tanur semakin ke atas semakin rendah. Hal ini mengakibatkan kokas terbakar menghasilkan gas CO2.
• Gas CO2 yang terbentuk direduksi oleh kokas yang panas menjadi gas CO.
• Gas CO yang terbentuk dan kokas akan mereduksi bijih besi (Fe2O3).
•  Besi cair yang terbentuk mengalir ke bawah dan berkumpul di dasar tanur.
• Pada bagian tengah tanur, batu kapur terurai.
• Selanjutnya CaO yang terbentuk akan mengikat zat pengotor dan membentuk terak pada dasar tanur.

Tembaga (Cu) 

Proses pengolahan tembaga diawali dengan pemanggangan kalkopirit (CuFeS2) atau bijih tembaga lain. Hasil pemanggangan dioksidasi dalam oksigen. Tembaga yang dihasilkan dimurnikan secara elektrolisis dan flotasi.

Pemurnian tembaga dengan elektrolisis dilakukan dengan menempatkan tembaga kotor di anode menggunakan larutan elektrolit CuSO4 sehingga tembaga murni akan diperoleh di katode. Reaksinya:

CuSO4(aq)→ Cu2+(aq) + SO42- (aq)

• Anode: Cu(s)→ Cu2+(aq) + 2e- (Cu kotor)
• Katode: Cu2+(aq) + 2e-→ Cu(s) (Cu muri)

Kobalt (Co)

Unsur cobalt diproduksi ketika hidroksida hujan, akan timbul hipokloritsodium (NaOCl). Berikut reaksinya :

2Co2+(aq)+ NaOCl(aq)+ 4OH-(aq)+ H2O 2Co(OH)3(s)+ NaCl(aq)

 Trihydroxide Co(OH)3 yang dihasilkan kemudian dipanaskan untuk membentukoksida dan kemudian ditambah dengan karbon sehingga terbentuklah unsur kobalt metal.

Nikel (Ni)

Proses pengolahan nikel dapat dilakukan dengan metode ekstraksi pirometalurgi dan hidrometalurgi .

Proses pirometalurgi (smelting) merupakan proses pengolahan mineral dengan menggunakan suhu tinggi, panas yang diperoleh berasal dari tanur berbahan bakar batubara (kokas).

Proses hidrometalurgi merupakan proses pengolahan mineral yang dilakukan pada temperatur yang relatif rendah dengan cara pelindihan menggunakan larutan kimia.

Seng (Zn)

Seng merupakan unsur terakhir pada deret logam transisi periode empat. Pembuatan logam seng dilakukan dengan pemanggangan seng sulfida (ZnS) kemudian oksida sang direduksi dengan karbon pijar. Reaksinya:

• 2ZnS(s)+3O2(g)→ 2ZnO(s)+2SO2(g)
• ZnO(s)+C(s) →Zn(g)+CO(g)

Proses ini berlangsung pada suhu kurang lebih 1.200°C. Seng dalam bentuk gas dikondensasikan menjadi debu seng.

Referensi:

• Mawarnis, Elvy Rahmi. Kimia Dasar. 2021. Yogyakarta: Deepublish.
• Handayani, Estiningsih Tri. Kimia Dasar. 2022. Tanggerang Selatan: Pascal Books.