Cara Memperoleh Logam Seng (Zn)
Sumber utama dari logam seng adalah seng sulfida (ZnS), mineral yang sering juga disebut sphalerite. ZnS banyak terdapat dinegara Australia, Kanada dan Amerika serikat.
Untuk mendapatkan logam Zn dari ZnS bukanlah hal yang mudah. Hal ini digambarkan dalam diagram Ellingham dibawah ini.
Sebagai senyawa oksida, garis karbon-oksigen punya energi bebas yang rendah yang menjadikannya lebih negatif ketika suhu dinaikkan. Untuk garis carbon – belerang, energi bebasnya berubah dan puncaknya hampir mendekatik 0.
Perbedaan dari kedua garis ini, sebagian disebabkan oleh perbedaan nilai entalpi pembentukan,yang mencerminkan fakta bahwa ikatan C = S jauh lebih lemah dibandingkan ikatan C =O.
C(s) + ½ S2 (s) ==> CS2(l) ∆H0 = +117 kJ/mol
C(s) + O2(g) ==> CO2(g) ∆H0 = - 394 kJ/mol
Akibatnya, mereduksi karbon oleh sulfida adalah tidak mungkin terjadi.
Diagram Ellingham juga menunjukkan bahwa garis sulfur – oksigen berada dibawah garis seng –seng sulfida. Hal ini menandakan bahwa kita bisa menggunakan reaksi oksidasi ion sulfida oleh O2 sebagai sumber energi bebas yang akan mengubah seng sulfida menjadi seng oksida.
Berdasarkan penjelasan diatas, langkah pertama dari ekstraksi Zn adalah dengan memanggang/membakar seng sulfida menggunakan udara (O2) pada suhu 800 0C. Proses ini akan mengubah ZnS menjadi ZnO.
Reaksi yang terjadi :
2 ZnS(s) + 3 O2(g) ==> 2 ZnO(g) + 2 SO2(g)
∆
Kemudian kita bisa menggunakan karbon (C) untuk mereduksi ZnO menjadi logamnya sesuai dengan yang dijelaskan Elingham dalam diagramnya dibawah ini.
Reaksi yangterjadi adalah sebagai berikut :
ZnO(s) + C(s) ==> Zn(s) + CO(g)
∆
Tidak seperti logam lain, dua garis yang ditunjukkan oleh diagram Elingham diatas tidak akan saling bersilang sampai Zn nya berubah menjadi gas. Untuk itu suhu yang digunakan pada proses ekstraksi adalah 1400 0C.
Tetapi, pada temperatur tinggi ini, sengnya dengan cepat teroksidasi kembali oleh CO2 yang terbentuk.
Reaksi yang terjadi :
Zn(g) + CI2(g) ==> ZnO(s) + CO(g)
∆
Untuk mencegah reaksi diatas terjadi, ditambahkan karbon ke dalam reaksi, sehingga semua CO2 di reduksi menjadi gas CO.
CO2(g) + C(s) ==>2 CO
∆
Sebagai tambahan, gas panas (Zn) yang terbentuk akan segera didinginkan dengan cara menyemprotnya dengan lelehan timbal. Dua logam ini akan sangat mudah dipisahkan karena logam cair tidak bercampur. Zn yang memiliki massa jenis lebih rendah dibandingkan timbal akan mengapung diatasnya sehingga mudah diambil. Lelehan timbal dapat digunakan kembali.
Seng (Zn) utamanya digunakan sebagai logam anti korosi yang melapisis besi. Proses pelapisannya disebut galvanasi. Sebenarnya seng juga tidak anti korosi. Namun ketika bereaksi dengan oksigen diudara, ia membentuk lapisan oksida yang dapat melindungi besi berkontak dengan udara. Untuk beberapa lama, lapisan oksida ini akan membentuk senyawa seng karbonat, Zn2(OH)2CO3.
Keuntungan melapisi besi dengan dengan Zn adalah ketika beberapa bagian besi terkontak udara, ia tidak mengalami oksidasi melainkan akan meoksidasii logam Zn yang melapisinya. Hal ini disebabkan karena potensial reduksi Fe lebih besar dibandingkan Zn sehingga Zn akan betindak sebagai anoda yang teroksidasi.
Anoda : Az(s) ==> Zn2+(aq) + 2 e E0 = + 0,76 V
Katoda : Fe2+ + 2e ==> Fe (s) E0 = - 0,44 V
Nah, tampaknya sederhana cara mendapatkan logam Zn tetapi butuh banyak sekali teknik dan ilmu kimia didalamnya. Zn adalah logam yang lunak dan reaktif yang bisa bereaksi dengan asam :
Zn(s) + 2H+(aq) ==> Zn2+ (aq) + H2(g)
Logam Zn juga akan terbakar ketika dipanaskan sedikit dalam gas klorin.
Zn(s) + Cl2(g) ==> ZnCl2(s)
Untuk mendapatkan logam Zn dari ZnS bukanlah hal yang mudah. Hal ini digambarkan dalam diagram Ellingham dibawah ini.
 |
| Diagram Ellingham. Sumber gambar : Text book descriptive inorganik chemistry |
Perbedaan dari kedua garis ini, sebagian disebabkan oleh perbedaan nilai entalpi pembentukan,yang mencerminkan fakta bahwa ikatan C = S jauh lebih lemah dibandingkan ikatan C =O.
C(s) + ½ S2 (s) ==> CS2(l) ∆H0 = +117 kJ/mol
C(s) + O2(g) ==> CO2(g) ∆H0 = - 394 kJ/mol
Akibatnya, mereduksi karbon oleh sulfida adalah tidak mungkin terjadi.
Diagram Ellingham juga menunjukkan bahwa garis sulfur – oksigen berada dibawah garis seng –seng sulfida. Hal ini menandakan bahwa kita bisa menggunakan reaksi oksidasi ion sulfida oleh O2 sebagai sumber energi bebas yang akan mengubah seng sulfida menjadi seng oksida.
Berdasarkan penjelasan diatas, langkah pertama dari ekstraksi Zn adalah dengan memanggang/membakar seng sulfida menggunakan udara (O2) pada suhu 800 0C. Proses ini akan mengubah ZnS menjadi ZnO.
Reaksi yang terjadi :
2 ZnS(s) + 3 O2(g) ==> 2 ZnO(g) + 2 SO2(g)
∆
Kemudian kita bisa menggunakan karbon (C) untuk mereduksi ZnO menjadi logamnya sesuai dengan yang dijelaskan Elingham dalam diagramnya dibawah ini.
 |
| Diagram untuk oksida seng dan karbon Sumber gambar .Text book descriptive inorganik chemistry |
ZnO(s) + C(s) ==> Zn(s) + CO(g)
∆
Tidak seperti logam lain, dua garis yang ditunjukkan oleh diagram Elingham diatas tidak akan saling bersilang sampai Zn nya berubah menjadi gas. Untuk itu suhu yang digunakan pada proses ekstraksi adalah 1400 0C.
Tetapi, pada temperatur tinggi ini, sengnya dengan cepat teroksidasi kembali oleh CO2 yang terbentuk.
Reaksi yang terjadi :
Zn(g) + CI2(g) ==> ZnO(s) + CO(g)
∆
Untuk mencegah reaksi diatas terjadi, ditambahkan karbon ke dalam reaksi, sehingga semua CO2 di reduksi menjadi gas CO.
CO2(g) + C(s) ==>2 CO
∆
Sebagai tambahan, gas panas (Zn) yang terbentuk akan segera didinginkan dengan cara menyemprotnya dengan lelehan timbal. Dua logam ini akan sangat mudah dipisahkan karena logam cair tidak bercampur. Zn yang memiliki massa jenis lebih rendah dibandingkan timbal akan mengapung diatasnya sehingga mudah diambil. Lelehan timbal dapat digunakan kembali.
Seng (Zn) utamanya digunakan sebagai logam anti korosi yang melapisis besi. Proses pelapisannya disebut galvanasi. Sebenarnya seng juga tidak anti korosi. Namun ketika bereaksi dengan oksigen diudara, ia membentuk lapisan oksida yang dapat melindungi besi berkontak dengan udara. Untuk beberapa lama, lapisan oksida ini akan membentuk senyawa seng karbonat, Zn2(OH)2CO3.
Keuntungan melapisi besi dengan dengan Zn adalah ketika beberapa bagian besi terkontak udara, ia tidak mengalami oksidasi melainkan akan meoksidasii logam Zn yang melapisinya. Hal ini disebabkan karena potensial reduksi Fe lebih besar dibandingkan Zn sehingga Zn akan betindak sebagai anoda yang teroksidasi.
Anoda : Az(s) ==> Zn2+(aq) + 2 e E0 = + 0,76 V
Katoda : Fe2+ + 2e ==> Fe (s) E0 = - 0,44 V
Nah, tampaknya sederhana cara mendapatkan logam Zn tetapi butuh banyak sekali teknik dan ilmu kimia didalamnya. Zn adalah logam yang lunak dan reaktif yang bisa bereaksi dengan asam :
Zn(s) + 2H+(aq) ==> Zn2+ (aq) + H2(g)
Logam Zn juga akan terbakar ketika dipanaskan sedikit dalam gas klorin.
Zn(s) + Cl2(g) ==> ZnCl2(s)
Mantab bos ku
BalasHapus