Tuesday, August 13, 2013

Cara, Proses Pembuatan Aluminium, Proses Hall, Al, Senyawa, Unsur Kimia

Cara, Proses Pembuatan Aluminium, Proses Hall, Senyawa, Unsur Kimia - Aluminium diperoleh dengan elektrolisis lelehan bauksit Al2O3 dalam kriolit cair Na3AlF6. Kriolit cair diperlukan untuk menurunkan titik leleh bauksit. Proses pembuatan aluminium dikenal dengan proses Hall, karena cara ini ditemukan oleh Charles Martin Hall (1863 - 1914) pada tahun 1886. 

Proses Hall meliputi dua tahap, yaitu sebagai berikut.

a) Pemurnian Al2O3 dari bauksit

Ke dalam bauksit ditambahkan larutan NaOH pekat sehingga Al2O3 larut sedangkan zat lain tidak larut.

Al2O3(s) + 2NaOH(aq) → 2NaAlO2(aq) + H2O(l)

Larutan NaAlO2 diasamkan sehingga terbentuk endapan Al(OH)3.

NaAlO2(aq) + H2O(l) + HCl(aq) → Al(OH)3(s) + NaCl(aq)

Endapan Al(OH)3 disaring kemudian dipanaskan sehingga terurai menjadi Al2O3 dan uap air.


Panas

Al(OH)3(s)
Al2O3(s) + 3H2O(g)

b) Elektrolisis Al2O3 dengan kriolit cair

Al2O3 murni dicampur dengan kriolit Na3AlFuntuk menurunkan titik leleh Al2O3. Dinding bejana untuk elektrolisis terbuat dari besi yang dilapisi grafit sekaligus sebagai katoda. Sebagai anodanya digunakan batang-batang karbon yang dicelupkan ke dalam campuran.
Sel Hall-Heroult
Gambar 1. Sel Hall-Heroult untuk pembuatan aluminium dari elektrolisis lelehan Al2O3 (larutan Al2O3 dalam kriolit).
Larutan Al2O3 dalam kriolit dimasukkan ke dalam sel Hall-Heroult, kemudian dialiri listrik. Ion Al3+ direduksi di katoda menjadi Al cair dan ion O2– dioksidasi di anoda menjadi gas oksigen.

Reaksi yang terjadi:

Al2O3(l→ 2Al3+(l) + 3O2–(l)

Katoda
:
Al3+(l) + 3e
Al(l)


(x 4)

Anoda
:
2O2–(l)
O2(g)
+
4e
(x 3)
+


4Al3+(l) + 6O2–(l)
4Al(l)
+
3O2(g)


katoda

anoda



Gas oksigen yang terbentuk dapat bereaksi dengan anoda karbon membentuk CO2 sehingga anoda semakin habis dan pada suatu saat harus diganti.

Berikut ini adalah materi lainnya mengenai Proses Hall [1]

Aluminium dibuat melalui proses Hall-Héroult, suatu metode komersial pembuatan aluminium melalui elektrolisis aluminium oksida yang dilarutkan dalam lelehan kriolit, Na3AlF6. Campuran kriolit dielektrolisis pada suhu sekitar 950°C. Sel elektrolisis ditunjukkan pada Gambar 2.
Sel Hall-Heroult
Gambar 2. Sel Hall-Heroult untuk produksi aluminium Aluminium oksida dielektrolisis dalam kriolit cair (elektrolit). Lelehan Al terbentuk pada katode dan berkumpul di bawah sel, yang dikeluarkan secara berkala.
Walaupun reaksi pada elektrolisis sangat rumit, tetapi reaksi bersihnya dapat dituliskan seperti berikut.

Katode
:
4Al3+(aq) + 12e → 4Al(l)
Anode
:
12O2–(aq) + 3C(s) → 3CO2(g) + 12e
Reaksi sel
:
2[2Al3+ + 3O2–] + 3C(s) → 4Al(l) + 3CO2(g)


[2Al3+ + 3O2–] = Al2O3

Anode karbon dibuat dari karbonasi minyak bumi yang harus diganti secara kontinu sebab sering terkontaminasi oleh pengotor. Aluminium dibuat dalam jumlah besar untuk paduan logam. Logam aluminium murni bersifat lunak dan mudah terkorosi. Penambahan sejumlah kecil logam lain, seperti Cu, Mg, atau Mn, aluminium akan menjadi keras dan tahan terhadap korosi.

Beberapa aluminium digunakan untuk mengekstraksi logam lain. Logam kromium diperoleh melalui reduksi oksidanya oleh serbuk aluminium. Reaksi Cr2O3 dengan aluminium bersifat eksotermis.

Cr2O3(s) + 2Al(l) → Al2O3(l) + 2Cr(l) ∆H°= –536 kJ

Reaksi serupa diterapkan pada las listrik untuk menyambung besi, yaitu campuran dari serbuk aluminium dan besi (III) oksida, yang disebut termit. Sekali campuran ini dibakar, reaksi berlangsung terus menghasilkan pijar tinggi bertabur bunga api.

Senyawa aluminium yang penting adalah alumina atau aluminium oksida. Senyawa ini dibuat melalui pemanasan aluminium hidroksida yang diperoleh dari bauksit dan dilakukan pada 550°C. Alumina membentuk senyawa berpori atau berupa serbuk padat berwarna putih.



2Al(OH)3(s)
Al2O3(s) + 3H2O(l)

Alumina digunakan sebagai katalis, juga digunakan untuk memproduksi logam aluminium. Jika alumina diuapkan pada suhu tinggi (2.045 °C), akan terbentuk corundum yang digunakan sebagai ampelas atau gerinda. Jika alumina diuapkan dengan logam pengotor tertentu, akan diperoleh permata safir atau ruby. Ruby sintesis mengandung 2,5% kromium oksida, Cr2O3 dalam alumina, dan digunakan terutama pada arloji dan sebagai asesoris permata. Dalam air, ion aluminium membentuk kompleks hidrat, Al(H2O)6 3+ dan ion ini mudah terhidrolisis:

[Al(H2O)6]3+(aq) + H2O(l)  [Al(H2O)5OH]2+(aq) + H3O+(aq)

Aluminium sulfat oktadekahidrat, Al2(SO4)3.18H2O merupakan garam aluminium yang dapat larut dalam air, dibuat melalui pelarutan bauksit dalam asam sulfat.

Aluminium sulfat digunakan dalam jumlah besar untuk perekat kertas. Pada proses ini, zat seperti lempung dari aluminium sulfat ditambahkan ke dalam fiber selulosa untuk menghasilkan material berpori menjadi halus.

Aluminium sulfat juga digunakan untuk mengolah air limbah dari pulp kertas dan untuk menjernihkan air limbah. Jika basa ditambahkan kepada larutan garam aluminium ini, endapan seperti gelatin dari aluminium hidroksida terbentuk.

Al3+(aq) + 3OH(aq) → Al(OH)3(s)

Ion aluminium mengkoagulasi suspensi koloid yang selanjutnya menyerap endapan aluminium hidroksida. Aluminium hidroksida sering diendapkan ke dalam fiber untuk menyerap celupan tertentu. Aluminium klorida heksahidrat, AlCl3.6H2O dapat dibuat melalui pelarutan alumina dalam asam klorida. Garam ini digunakan sebagai penghilang bau keringat dan desinfektan.

Garam aluminium tidak berhidrat, AlCl3 tidak dapat dibuat melalui pemanasan hidrat sebab akan terurai menghasilkan HCl. Aluminium klorida tak berhidrat diperoleh melalui reaksi serbuk aluminium dengan gas klorin.

2Al(s) + 3Cl2(g) → 2AlCl3(s)

Padatan AlCl3 diyakini ionis, tetapi jika dipanaskan pada suhu titik lelehnya akan terbentuk senyawa kovalen Al2Cl6. Aluminium klorida menyublim pada titik lelehnya (180 °C) dan molekul Al2Cl6 terdapat dalam uapnya. Struktur Al2Cl6 merupakan dimer dari AlCl3 dengan klorin sebagai jembatannya.

Pada suhu lebih tinggi, molekul Al2Cl6 berwujud uap akan terdisosiasi menjadi molekul AlCl3 dengan struktur molekul trigonal planar. Aluminium klorida tak berhidrat ini digunakan sebagai katalis, misalnya pada pembuatan etilbenzena.

Struktur dimer dari molekul AlCl3.
Gambar 3. Struktur dimer dari molekul AlCl3.
Anda sekarang sudah mengetahui Pembuatan Aluminium. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

Referensi :

Pangajuanto, T. 2009. Kimia 3 : Untuk SMA/ MA Kelas XII. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 282.

Referensi Lainnya :

[1] Sunarya, Y. dan A. Setiabudi. 2009. Mudah dan Aktif Belajar Kimia 3 : Untuk Kelas XII Sekolah Menengah Atas / Madrasah Aliyah. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 298.

No comments:

Post a Comment

Berkomentarlah secara bijak. Komentar yang tidak sesuai materi akan dianggap sebagai SPAM dan akan dihapus.
Aturan Berkomentar :
1. Gunakan nama anda (jangan anonymous), jika ingin berinteraksi dengan pengelola blog ini.
2. Jangan meninggalkan link yang tidak ada kaitannya dengan materi artikel.
Terima kasih.

Search