Hot Info

10 Unsur Logam Serbaguna, Penopang Teknologi Masa Depan


Masih ingatkah saat mempelajari tabel periodik pada pelajaran kimia di bangku sekolah dulu? Berdasarkan ilmu kimia, seluruh material di alam semesta, pada hakikatnya terbentuk dari partikel dasar yang memiliki konfigurasi proton dan elektron tertentu yang disebut Unsur. 

Dari 117 unsur yang telah ditemukan, secara garis besar, terbagi kedalam tiga varian, yakni logam, metaloid (semi logam) dan non logam. (2 Varian lainnya Halogen dan Gas mulia, tidak dibahas di sini).

Kelimpahan unsur non logam di alam lebih banyak dibandingkan unsur logam, namun jenis logam yang diramalkan pada tabel periodik lebih banyak dibandingkan non logam. Sehingga, seiring berkembangnya teknik pemisahan dan pemurnian material, ditemukan berbagai logam dengan sifat nya unik.

Salah satu sifat logam yang unik yakni kekuataannya, sehingga logam banyak kegunaanya dalam kehidupan manusia, mulai untuk membangun bangunan pencakar langit, untuk membangun kendaraan, dan industri berat lainnya. Kekuatan logam bisa dilihat dari:
  1. Titik lelehnya saat dipanaskan dengan suhu tertentu 
  2. Titik potong saat diberi tekanan tertentu 
  3. Kerapatan/masa jenis partikel yang membentuknya
Nah, pada kesempatan kali ini, yuukeren akan mengulas sepuluh unsur logam serbaguna, penopang teknologi masa depan.

10. Besi

Besi, gambar wikimedia.org
  • Simbol: Fe 
  • Nomor Atom: 26 
  • Penampakan: Berkilau dengan semburat kelabu
Besi atau Iron merupakan logam dalam deret transisi pertama, dan unsur logam paling umum di Bumi, karena sebagian besar bagian inti luar dan dalam bumi dibentuk oleh unsur ini.

Di permukaan bumi saja, besi menempati unsur dengan kelimpahan terbesar ke empat. Namun itu hanya baru 5% saja, sedangkan di dalam inti bumi (luar dan dalam) diyakini kandungan besi+nikel sampai 35% dari keseluruhan massa bumi.

Di alam, besi ditemukan bercampur dengan oksigenm dalam bentuk hematit (Fe2O3) dan magnetit (Fe3O4). Deposit besar besi ditemukan dalam formasi banded iron. Formasi geologis ini adaalh jenis batuan yang mengandung lapisan-lapisan tipis besi oksida yang berulang (seperti pita-pita). Formasi ini terbentuk antara 3700 juta tahun-1800 juta tahun lalu.

Logam ini paling banyak diproduksi diantara logam-logam lainnya. Biaya pembuatan yang rendah dan kekuatannya yang tinggi, membuat unsur logam ini banyak dipakai dalam berbagai bidang, mulai untuk membuat rangka gedung, membuat kapal-kapal tanker, hingga kendaraan bermotor. Namun, karena besi mudah teroksidasi dengan oksigen, biasanya dicampur dengan unsur lain, misalnya dengan karbon menjadi baja. 

9. Nikel

Nikel, gambar wikimedia.org
  • Simbol: Ni 
  • Nomor Atom: 28 
  • Penampakan: Abu keperak-perakan berkilau, metalik
Nikel ditemukan pertama kali saat Cronstedt meneliti batuan tambang kupfernickel (nikolit) pada 1751. Nikel merupakan unsur logam yang banyak ditemukan dalam batuan siderit atau metorit.

Perlu diketahui, nikel adalah salah satu logam yang banyak ditemukan di permukaan bumi, sehingga tak heran banyak negara yang menghasilkan nikel. Indonesia adalah salah satunya, menghasilkan nikel sebesar 320 ribu ton/tahun dengan cadangan 3,9 juta ton.

Nikel banyak kegunaanya, terutama sebagai bahan campuran (alloy) untuk membuat perkakas rumah tangga, komponen industri dan ornamen-gedung modern. Perpaduan nikel, krom dan besi menghasilkan baja tahan karat yang disebut stainless stell.


8. Titanium

Titanium, gambar wikimedia.org
  • Simbol: Ti 
  • Nomor Atom: 22 
  • Penampakan: Abu-abu putih perak metalik
Untuk pertama kali, titanium ditemukan di Cornwall, Inggris pada tahun 1791 oleh William Gregor. Namanya sendiri berasal dari mitologi Yunani, Titan, oleh Martin Heinrich Klaproth.

Unsur logam transisi ini memiliki sifat ringan, namun sekuat besi. Selain itu, titanium tahan terhadap berbagai korosi, mulai dari air tawar, laut, regia, dan klorin. Titanium dapat diperoleh dengan mengekstraksi mineral rutile dan ilmenit.

Kegunaan titanium sudah banyak diketahui orang, mulai untuk alloy berbagai rangka kendaraan, pesawat terbang hingga tank, pembuatan alat-alat kedokteran, hingga komponen pesawat luar angkasa.

7. Tantalum

Tantalum, gambar wikimedia.org
  • Simbol: Ta 
  • Nomor Atom: 73 
  • Penampakan: Abu-abu biru
Tantalum ditemukan oleh ahli kimiawan Swedia bernama Anders Ekeberg pada 1802. Namanya sendir diambil dari musuh mitologi Yunani, Tantalus. Di alam, tantalum diperoleh dari batuan yang bernama tantalite.

Unsur logam ini sangat tahan terhadap korosi (unsur lainnya platinum). Sehingga, logam ini biasa diguankan dalam pembuatan Alloys (logam campuran dengan sifat tertentu).

Makanya, penggunaan tatalum sangat luas, mulai dalam pembuatan alat-alat bedah kedokteran, komponen reaktor nuklir, komponen misil, kapasitor, hingga seluruh komponen elektronik pada smartphone, komputer, dan video game.

6. Niobium

Niobium, gambar wikimedia.org
  • Simbol: Nb 
  • Nomor Atom: 41 
  • Penampakan: Abu-abu metalik, kebiruan ketika teroksidasi
Niobium termasuk jenis unsur logam transisi (metaloid), dan namanya berasal dari mitologi Yunanai, adiknya Tantalus, Niobe. Penamaan ini mencerminkan adanya kemiripan sifat dari dua unsur logam transisi tersebut.

Ditemukan oleh kimiawan Inggris, Charles Hatchett,tepatnya pada 1810, oleh dia unsur baru ini dinamai Colombium. Namun, menurut William Hyde Wollaston, colombium dan tantalum memiliki kemiripan, sehingga pada tahun1846, kimiawan dari Jerman, Heinrich Rose, merubah colombium menjadi niobium.

Niobium diperoleh dari batuan tambang yang bernama pyrochlore. Beberapa tambang niobium berada di Brazil, tepatnya di selatan Araxa, Minas Gerais, dan di Saint-Honore, Quebec, Kanada. 

Penggunanya sangat penting bagi industri sarat teknologi, seperti untuk pembuatan superkonduktor radio frequency, superkonduket tipe II, membuat super-alloy untuk mesin pembakaran jet luar angkasa hingga untuk campuran baja konstruksi agar lebih kuat.

5. Zirkonium

Zirkonium, gambar wikimedia.org
  • Simbol: Zr 
  • Nomor Atom: 40 
  • Penampakan: Putih keperakan
Zirkonium diperoleh dari batuan tambang yang disebut zircon, jargoon, hyacinth, jacinth atau ligure, ketika Martin Heinrich Klaproth menyelidiki batuan jargoon yang ia perolah dari pulau Ceylon (sekarang Sri langka). Lalu, ia namai Zirkonerde (zirconia). Sedangkan ilmuan yang berhasil mengisolasi unsur logam transisi ini yakni Berzelius pada 1824.

Saat ini,  batuan yang mengandung zircon diseluruh dunia mencapai 60 juta ton, sebagian besar dihasilkan di Australia, Brazil, India, Rusia, Afrika Selatan. Sedangkan, produksi pertahun nya mencapai 900 ribu ton.

Penggunaan zirkonium sangatlah penting bagi pembangunan reaktor nuklir, karena selain tahan terhadap korosi, logam ini tidak menyerap neutron (radiasi). Salah satu alloy yang bersifat anti-radiasi yakni Zircaloy. Selain itu, zirkonium juga sering dicampur dengan logam lainnya pada mesin pesawat terbang, dan superkonduktor.

4. Lutesium

Lutesium, gambar wikimedia.org
  • Simbol: Lu 
  • Nomor Atom: 71 
  • Penampakan: Putih keperakan
Lutesium pertama kali ditemukan oleh Carl Auer von Welsbach, Georges Urbain dan Charles James pada 1907. Walaupun mereka meneliti di tempat yang berbeda, ketiganya meneliti mineral ini. Karena, George Urbain lebih cepat dalam mempublikasikan temuannya, maka unsur logam baru ini dinamai Lutesium oleh ilmuan Prancis ini, yang artinya sanggar kapal di sungai (nama latin kota paris).

Presentasi lutesium dalam suatu batuan tambang, seperti pada monazit, rata-rata cenderung sangat kecil (0,003%). Oleh karena itu, logam ini sangat mahal, oleh karena itu, saat ini, penggunaan lutesium terbatas pada penelitian di laboratorium fisika nuklir.

3. Vanadium

Vanadium, gambar wikimedia.org
  • Simbol: V 
  • Nomor Atom: 23 
  • Penampakan: Logam biru, perak, abu-abu
Vanadium ditemukan oleh mineralogis asal Spanyol-meksiko, Andres Manuel del Rio pada 1801. Dia mencoba mengekstrak batuan berwarna kecoklatan dari meksiko, yang ia namain vanadinite.

Unsur logam transisi ini lebih kuat dari baja dan tahan korosi, sehingga sering dipadukan dengan alumunium dan titanium untuk membangun mesin jet modern. Selain itu, vanadium juga sedang dikembangkan sebagai bahan pembuatan sel batu baterai masa depan.

Saat ini, vanadium diperoleh dari batuan seperti patronite, vanadinite dan canotite yang sebagian besar di tambang di Afrika selatan, barat laut Tiongkok dan timur Rusia.

2. Promethium

Promethium, gambar pinterest
  • Simbol: Pm 
  • Nomor Atom: 61 
  • Penampakan: Metalik
Pada tahun 1902, Bohuslav Brauner memprediksi bahwa terdapat unsur baru yang letaknya antara neodymium (60) dan samarium (62). Dan prediksi Brauner diperkuat oleh Henry Moseley pada 1914 saat mengukur suatu unsur baru, dimana nomor atomnya 61.

Barulah, pada tahun 1945, Charles D.Coryell, Jacob A. Marinsky dan Lawrence E. Glendenin berhasil mengisolasi unsur baru ini, dan dinamai Promethium oleh Grace Mary Coryell.

Pada hakikatnya, unsur logam ini hasil sampingan dari peluruhan uranium, atau dengan menembaki Neodynium dengan neutron. Unsur logam ini memiliki beberapa manfaat, diantara sebagai bateri masa depan dengan masa pakai lebih lama, sebagai sumber sinar X portabel, dan sebagai penyedia listrik bagi pesawat antariksa.

1. Gadolinium 

Gadolinium, gambar wikimedia.org
  • Simbol: Gd 
  • Nomor Atom: 64 
  • Penampakan: Putik keperakan
Di posisi pertama ada Gadolinium, yakni unsur logam dengan jumlah proton di dalam inti 64. Namannya sendiri berasal dari bahan tambang yang ditemukan oleh seorang geologis asal Finlandia bernama Johan Gadolin.

Lalu pada 1880, seorang ahli kimiawi dari Swiss, Jean Charles Galisard de Marignac, mengobservasi bahan tambang ini (gadolinit) teknik spektroskopis (garis-garis spektral). Dan ternyata, bahan ini mengandung unsur baru yang ia namai Gadolinium.

Logam ini sangat penting dalam dunia metalurgi, radiograpi dan juga pengembangan reaktor nuklir. Untuk metalurgi, penambahan sedikit saja unsur ini (1%) dapat meningkatkan resistansi besi, chromium terhadap oksidasi.

Sedangkan, pada radiograpi dan nuklir, unsur ini digunakan sebagai pelapis pelindung radiasi reaktor nuklir, dan sebagai bahan untuk membuat mesin reaktor pada kapal induk modern.

Saat ini gadolinium diperoleh dari campuran bahan tambang yang disebut monazite dan bastnasite. Tambang utamanya terletak di Tiongkok, USA, Brazil, Sri Langka, India dan Australia, dengan cadangan keseluruhan sekitar 1 juta ton. Saat ini produksi gadolinium murni sekitar 400 ton/tahun.

Demikian kesepuluh unsur logam serbaguna yang mempermudah kehidupan manusia, semoga informasi kali ini menambah khazanah wawasan kita semua.

Referensi:
https://id.wikipedia.org/wiki/Logam
https://id.wikipedia.org/wiki/Daftar_unsur_menurut_nama

No comments