Karakteristik Titanium

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Logam transisi didefinisikan secara tradisional sebagai semua unsur kimia  pada blok-d pada tabel periodik , termasuk seng (Zn), cadmium (Cd), dan merkuri merkuri (Hg). Ini berarti adalah golongan golongan 3 sampai 12 ditabel periodik . IUPAC IUPAC kemudian kemudian mendefinisikan mendefinisikan logam transisi sebagai semua unsur yang memiliki memiliki orbit elektron d yang tidak lengkap atau yang hanya dapat membentuk ion stabil dengan orbit d yang tidak lengkap. Berdasarkan definisi ini ketiga unsur di atas (Zn, Cd, dan Hg) tidak termasuk ke dalam logam transisi.Berdasarkan definisi tradisional, terdapat 40 unsur yang termasuk logam transisi dengan nomor atom 21 sampai 30, 39 sampai 48, 71 sampai 80, dan 103 sampai 112. Nama "transisi" diperoleh berdasarkan  posisi  posisi unsur-unsu unsur-unsurr tersebut tersebut ditabel ditabel periodik (Anonim,201 (Anonim,2010). 0). Logam Logam transisi memiliki sifat-sifat khas logam, yakni keras, konduktor panas dan listrik yang baik  dan mengua menguap p pada pada suhu suhu tinggi. tinggi.Uns Unsur-u ur-unsu nsurr transis transisii adalah adalah unsur unsur logam logam yang yang memiliki kulit electron d atau f yang tidak penuh dalam keadaan netral atau kation. Unsur transisi terdiri atas 56 dari 103 unsur. Logam-logam transisi diklasifikasikan dalam blok d, yang terdiri dariunsur-un dariunsur-unsur sur 3d dari Sc sampai Cu, 4d dari Y ke Ag, dan 5d dari Hf sampai Au, dan blok f, yang terdiri dari unsur lantanoid dari La sampai Lu dan aktinoid dari Ac sampai Lr. Kimia unsur blok d dan blok f sangat berbeda. Semua unsur transisi adalah logam, yang bersifat lunak, mengkilap, dan  penghantar  penghantar listrik dan panas yang baik. Perak merupakan merupakan unsur transisi yang mempunyai konduktivitas listrik paling tinggi pada suhu kamar dan tembaga di tempat kedua. Dibandingkan dengan golongan IA dan IIA, unsur logam transisi lebih lebih keras keras,, puny punyaa titik titik leleh leleh,, titik titik didi didih, h, dan dan kerap kerapat atan an lebih lebih tingg tinggi. i. Hal Hal ini disebabkan karena unsur transisi berbagi elektron pada kulit d dan s, sehingga ikatannya semakin kuat. Tida Tidak k sepe seperti rti golo golong ngan an IA dan dan IIA yang yang hany hanyaa memp mempun unya yaii bila bilang ngan an oksidas oksidasii +1 dan +2, unsurunsur-uns unsur ur logam logam transisi transisi mempun mempunyai yai bebera beberapa pa bilang bilangan an oksi oksidas dasi. i. Seper Seperti ti vana vanadi dium um yang yang puny punyaa bilan bilanga gan n oksi oksida dasi si +2, +2, +3, +3, dan dan +4. +4.

Setiap atom dan molekul mempunyai sifat magnetik, yaitu paramagnetik, di mana atom, molekul, atau ion sedikit dapat ditarik oleh medan magnet karena ada elektron yang tidak berpasangan pada orbitalnya dan diamagnetik, di mana atom, molekul, atau ion dapat ditolak oleh medan magnet karena seluruh elektron pada orbitnya berpasangan. Sedangkan pada umumnya unsur-unsur transisi bersifat  paramagnetik karena mempunyai elektron yang tidak berpasangan pada orbitalorbital d-nya. Sifat paramagnetik ini akan semakin kuat jika jumlah elektron yang tidak berpasangan pada orbitalnya semakin banyak. Logam Sc, Ti, V, Cr, dan Mn  bersifat paramagnetik, sedangkan Cu dan Zn bersifat diamagnetik. Untuk Fe, Co, dan Ni bersifat feromagnetik, yaitu kondisi yang sama dengan paramagnetik hanya saja dalam keadaan padat. Tingkat energi elektron pada unsur-unsur transisi yang hampir sama menyebabkan timbulnya warna pada ion-ion logam transisi. Hal ini terjadi karena elektron dapat bergerak ke tingkat yang lebih tinggi dengan mengabsorpsi sinar  tampak. Pada golongan transisi, subkulit 3d yang belum terisi penuh menyebabkan elektron pada subkulit itu menyerap energi cahaya, sehingga elektronnya tereksitasi dan memancarkan energi cahaya dengan warna yang sesuai dengan warna cahaya yang dapat dipantulkan pada saat kembali ke keadaan dasar. Misalnya Ti 2+  berwarna ungu, Ti4+ tidak berwarna, Co2+ berwarna merah muda, Co3+ berwarna  biru, dan lain sebagainya. Pada sistem periodik unsur, yang termasuk dalam golongan transisi adalah unsur-unsur golongan B, dimulai dari IB – VIIB dan VIII. Sesuai dengan pengisian elektron pada subkulitnya, unsur ini termasuk unsur blok d, yaitu unsur-unsur  dengan elektron valensi yang terletak pada subkulit d dalam konfigurasi elektronnya. Unsur-unsur transisi periode 4 terdiri dari skandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V), krom (Cr), mangan (Mn), besi (Fe), kobalt (Co), nikel (Ni), tembaga (Cu), dan seng (Zn). Dari unsure transisi yang akan dibahas lebih lanjut oleh penulis adalah titanium. Semoga dengan tersusunnya makalah ini dapat  bermanfaat bagi para pembaca.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun masalah yang dapat dirumuskan dari latar belakang di atas adalah: 1. Bagaimanakah keberadaan unsur titanium di alam ? 2.

Bagaimanakah karakteristik sifat logam titanium ?

3.

Bagaimanakah proses untuk memperoleh logam titanium ?

1.3 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan penulisan makalah adalah : 1. Untuk mengetahui keberadaan unsur titanium di alam. 2.

Untuk mengetahui karakteristik sifat logam titanium .

3.

Untuk mengetahui proses dalam memperoleh logam titanium .

BAB II PEMBAHASAN

2.1

Keberadaan di alam

Titanium (Latin: titans, anak pertama bumi dalam mitologi romawi) Ditemukan oleh Gregor di tahun 1791 dan dinamakan oleh Klaproth di tahun 1795. Titanium yang tidak murni dipersiapkan oleh Nilson dan Pettersson di tahun 1887, tetapi unsur yang murni tidak dibuat sampai pada tahun 1910 oleh Hunter dengan cara memanaskan TiCl 4 dengan natrium dalam bom baja. Titanium ditemukan di meteor dan di dalam matahari. Bebatuan yang diambil oleh misi Apollo 17 menunjukkan keberadaan TiO 2 sebanyak 12,1%. Garis-garis titanium oksida sangat jelas terlihat di spektrum bintang-bintang tipe M. Unsur ini merupakan unsur kesembilan terbanyak pada kerak bumi. Titanium selalu ada dalam igneous rocks (bebatuan) dan dalam sedimen yang diambil dari bebatuan tersebut. Ia juga terdapat dalam mineral rutile, ilmenite dan sphene dan terdapat dalam titanate dan bijih besi. Titanium juga terdapat di debu batubara, dalam tetumbuhan dan dalam tubuh manusia. Kroll menunjukkan cara memproduksi titanium secara komersil dengan mereduksi titanium tetraklorida dengan magnesium. Metoda ini yang dipakai secara umum saat ini. Selanjutnya logam titanium dapat dimurnikan dengan cara medekomposisikan iodanya. Unsur titanium relatif melimpah pada kulit bumi ± 0,6%. Mineral utama sumber titanium : .a. Ilmenite Rumus Kimia

: FeTiO3 (Besi Titanium Oksida)

Kelas Mineral

: Oksida dan Hidroksida

Kelompok

:Hematite

Sub Kelompok

: Ilmenite

Kegunaan

: Sebagian besar digunakan sebagai sumber bijih Titanium, sebagian kecil untuk bijih besi, sebagai bahan furnace, penghalus dan sebagai mineral specimens

b.

Rutil Rumus Kimia

: TiO2 ( Titanium Oksida )

Mineral

: Oksida dan Hidroksida

Kelompok

: Rutil

Kegunaan

: Sebagai bijih titanium , pigmen dan sebagai batuan ornament seperti quarzt.

2.2 Karakteristik Sifat Logam Titanium

Titanium merupakan logam yang keras, ringan dan lapisan oksidanya tahan karat dengan kecepatan sekitar 0,6 kali dibanding dengan kerapatan besi. Titanium adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Ti dan nomor atom 22. Titanium merupakan logam transisi yang ringan, kuat, “lustrous”, tahan korosi (termasuk tahan terhadap air laut dan klorin) dengan warna putih-metalik keperakkan. Titanium digunakan dalam alloy kuat dan ringan (terutama dengan besi dan alumunium) dan merupakan senyawa terbanyaknya, Titanium dioxide, digunakan dalam pigmen putih. TiIV mirip dengan Sn IV dan jari-jarinya pun mirip sehingga TiO 2 (terdapat dalam batuan rutil) isomorf dengan SnO 2 (terdapat dalam batuan kasiterit). Kristal bromida dan iodida dari titanium isomorf dengan bromidan dan iodida dari golongan IV A yang sesuai Titanium mempunyai 2 bilangan oksidasi yakni +3 dan +4. hal ini disebabkan karena titanium pada sub kulit 4s memiliki 2 elektron dan pada sub kulit 3d hanya memiliki 2 elektron sehingga titanium dapat mendistribusikan elektronnya sebanyak 3 atau 4 agar titanium tetap stabil. Contoh : TiCl 3 (Ti mempunyai bilok +3) dan TiO 2 (Ti mempunyai bilok +4) Titanium adalah logam transisi bewarna putih keperakan, yang bersifat ringan dan kuat dan mempunyai lambang kimia Ti. Selain itu, titanium juga memiliki massa jenis yang rendah, keras tahan karat, dan mudah diproduksi. Titanium tidak larut dalam larutan asam kuat, tidak reaktif diudara karena memilki lapisan oksida dan nitrida sebagai  pelindung. Logam ini tahan pengikisan 20 kali lebih besar daripada logam campuran

tembaga nikel. Batu permata titania lebih tampak cemerlang dari intan apabila dipotong dan dipoles dengan baik. Pada sistem periodik terletak pada golongan IVB dan periode 4. nomor atam titanium adalah 22 dengan massa atom relatifnya adalah 47,88 gr/mol. Titanium memiliki titik lebur 1.660oC dan titik didih 3.287 oC. Titanium pertama kali ditemukan oleh William Gregor kimiawan Inggris pada tahun 1791, yang kemudian diberi nama oleh Martin Heinrich Klaproth pada tahun kimiawan Jerman 1795. Titanium  banyak dijumpai hampir semua batuan. Selain banyak ditemui dalam bentuk bijih mineral, titanium juga banyak terdapat dalam batuan meteorit. Titanium juga merupakan unsur kesembian terbanyak didalam kerak bumi. Adapun sifat umum dari Titanium adalah. - Logamnya berstruktur heksagonal memiliki kemiripan sifat dengan logam besidan nikel. - Keras, tahan panas (mp 16800C, bp 32600C) - Penghantar panas dan listrik yang baik  - Tahan terhadap korosi, sehingga banyak digunakan untuk mesin turbin, industry kimia, pesawat terbang, dan peralatan laut. - Meskipun merupakan unsur yang tidak reaktif dapat bereaksi dengan unsur-unsur non logam seperti : hidrogen (H 2), Halogen, oksigen, nitrogen, karbon, boron, silicon dan sulfur pada temperatur tertentu. Contoh : Nitrida (TiN), Karbida (TiC), Borida (TiB dan TiB 2) Sifat dari senyawaan ini :

-

-

Sangat stabil

-

Keras

-

Tahan panas/api

Kelarutan : - tahan terhadap asam mineral (pada T kamar) - tahan terhadap larutan basa panas- larut pada asam nitrat panas TiCl 3 - Ti oksida sedikit larut dalam asam dan basa - Media pelarut yang baik : HF Adapun sifat kimia dari logam Titanium adalah a. Reaksi dengan Air  Titanium akan bereaksi dengan air membentuk Titanium dioksida dan hydrogen. Ti(s) + 2H2O(g) → TiO2(s) + 2H2(g)

 b. Reaksi dengan Udara Ketika Titanium dibakar di udara akan menghasilkan Titanium dioksida dengan nyala putih yang terang dan ketika dibakar dengan Nitrogen murni akan menghasilkan Titanium Nitrida. Ti(s) + O2(g) → TiO2(s) 2Ti(s) + N2(g) →TiN(s) c. Reaksi dengan Halogen Reaksi Titanium dengan Halogen menghasilkan Titanium Halida. Reaksi dengan Fluor berlangsung pada suhu 200°C. Ti(s) + 2F2(s) → TiF4(s) Ti(s) + 2Cl2(g) → TiCl4(s) Ti(s) + 2Br 2(l) → TiBr 4(s) Ti(s) + 2I2(s) → TiI4(s) d. Reaksi dengan Asam Logam Titanium tidak bereaksi dengan asam mineral pada temperatur normal tetapi dengan asam hidrofluorik yang panas membentuk kompleks anion (TiF6)32Ti(s) + 2HF (aq) → 2(TiF6)3-(aq) + 3 H2(g) + 6 H+(aq) e. Reaksi dengan Basa Titanium tidak bereaksi dengan alkali pada temperatur normal, tetapi pada keaaan panas.

2.2.1

Senyawa Titanium

Senyawa titanium terpenting hampir semuanya berada pada biloks 4. SenyawaBiner. a) Halida - TiCl4 (larutan tidak berwarna) terhidrolisis oleh air (mp -230, bp1360C) TiCl4 + H2O  TiO2 + 4HCl - TiCl4 tidak stabil - TiI4 berbentuk kristal pada temperatur kamar  - TiF4 bubuk putih yang higroskopis

 b) Titanium oksida dan kompleks oksida - Titanium oksida (TiO2) Memiliki tiga bentuk kristal yaitu : rutil, anatase dan brookite. Digunakan sebagai  pigmen putih dalam cat, dibuat melalui oksidasi TiCl4 dalam fase uap dengan oksigen. - Kompleks Titanium

1. Garam okso biasanya didapatkan dalam bentuk spesies TiOSO 4H2O dan (NH4)2TiO(C2O4)2H2O 2. Kompleks Anion Contoh : - TiF62- dibuat dari logam/oksidanya dilarutkan dalam HF - TiCl4 dibuat dari logam/oksidanya dilarutkan dalam HCl - TiCl62- dibuat dari logam/oksidanya dilarutkan dalam HCl dengan  penjenuhan dengan gas Cl 2 - Adduct dari TiX4 Biasanya kompleks halida dapat membentuk adduct TiX4L atau TiX4L2. Contoh :[TiCl4(OPCl3)]2 [TiCl4(MeCOORt)]2 [TiCl4(OPCl3)2] -

Kompleks Perokso [Ti(O2)OH]+ digunakan dalam analisis kolorimetri TiO2 + H2O2  Ti(O)2OH (Warna jingga)

c). Senyawa Titanium (III) Senyawa Biner  - Titanium klorida memiliki bentuk α -(ungu) dan β -(coklat) dibuat dengan mereduksi uap TiCl 4 dengan gas H 2 pada temperatur 500 – 1200 0C. Untuk bentuk  β dengan pereduksi aktip aluminium. - Kompleks Titanium Contoh : - [Ti(H2O)]3+ dan [TiCl(H2O)5]2+ diperoleh melalui reduksi larutan Ti(IV) dengan Zn.

2.3 Proses Untuk Memperoleh Logam Titanium

Titanium dialam terdapat dalam bentuk bijih seperti rutil (TiO 2) dan ilminit (FeTiO 3). Walau melimpah dibumi, namun untuk mendapatkan unsur ini membutuhkan proses yang panjang dan dengan biaya yang mahal. Titanium (proses Kroll) cara pertama membuatnya adalah mengubah oksidanya (TiO2 dari batuan rutile dan FeTiO2 dari ilminit) menjadi kloridanya (TiCl 4) melalui  pemanasan oksida dengan karbon dan gas klor. TiO2

+

C

+

2Cl2

TiCl4

+

CO2

Titanium tetraklorida yang mempunyai titik didih yang relatif rendah memisah dari  batuannya ditampung dan selanjutnya direduksi dengan logam magnesium dalam atmosfir argon (sekitar 800 oC). Kelebihan magnesium dan produk samping magnesium klorida dipisahkan dengan penguapan pada sekitar 1000 oC. Titanium produk berupa  busa (berongga) kemudian dilelehkan dengan loncatan bunga api listrik dalam atmosfir  inert (Ar atau He dan bukan N2) dan kemudian dicetak. TiCl4

+

Mg

Ti

+

MgCl2

Titanium tetraklorida memiliki karakter ikatan kovalen berwujud cair pada suhu kamar, memiliki titik didih 136 oC, sensitif terhadap uap air/kelembaban dan uapnya  bereaksi dengan uap air memberikan asap putih yang mengandung TiO2. TiCl4

+

2H2O (g)

TiO2

+

4HCl (g)

Titanium dioksida (TiO2) berupa padatan yang sangat putih, merupakan senyawa dari titanium yang penting sebagai pewarna dalam cat. Titanium dioksida lebih baik dari  pewarna putih dari Pb(OH)2 (CO 3)2 , karena kurang beracun dan tidak dighelapkan jika terjadi kontak dengan H 2S. Titanium oksida juga digunakan dalam penerang dalam  pembuatan kertas. Titanium oksida dalam jumlah besar dibuat melalui oksida Titanium tetraklorida dalam fase uap dengan oksigen . Endapan putih juga bisa didapat dari  penambahan hidroksida ke dalam larutan Ti

(IV)

dan endapan ini dipandang sebagai

titanium dioksida hidrat (bukan titanium hidroksida).

BAB III PENUTUP

3.1 Simpulan

Adapun simpulan dari penulisan makalah ini adalah : 1.

Titanium ditemukan di meteor dan di dalam matahari. Bebatuan yang diambil oleh misi Apollo 17 menunjukkan keberadaan TiO2 sebanyak  12,1%.

2. Titanium merupakan logam yang keras, ringan dan lapisan oksidanya tahan karat dengan kecepatan sekitar 0,6 kali disbanding dengan kerapatan besi. 3. Titanium adalah logam transisi bewarna putih keperakan, yang bersifat ringan dan kuat dan mempunyai lambang kimia Ti. Selain itu, titanium juga memiliki massa  jenis yang rendah, keras tahan karat, dan mudah diproduksi. Titanium tidak larut dalam larutan asam kuat, tidak reaktif diudara karena memilki lapisan oksida dan nitrida sebagai pelindung. 4.

Titanium (proses Kroll) cara pertama membuatnya adalah mengubah oksidanya (TiO2 dari batuan rutile dan FeTiO 2 dari ilminit) menjadi kloridanya (TiCl4) melalui  pemanasan oksida dengan karbon dan gas klor.

5.

Titanium dioksida (TiO2) berupa padatan yang sangat putih, merupakan senyawa dari titanium yang penting sebagai pewarna dalam cat.

3.2 Saran

Dengan tersusunnya makalah tentang unsur Titanium diharapkan dapat membantu dalam memberikan informasi kepada para pembaca khususnya tentang titanium.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2009. Beberapa Sifat dari Logam Titanium. (http://www.scribd.com, diakses tanggal 10 Maret 2012)

(Online),

Anonim. 2009.  Bilangan Unsur Transisi Periode (http://www.scribd.com, diakses tanggal 10 Maret 2012)

(Online),

4.

Deswanti, Reni. 2010. Sifat-sifat Unsur . (Online). (http://renideswantikimia.wordpress.com , diakses tanggal 10 Maret 2012) Sudria, I.B.N, Siregar Manimpan. 2002. Buku Penuntun Belajar Kimia Anorganik  II. Singaraja : IKIP Negeri Singaraja Zulfiani. 2010. Makalah Logam Transisi. (Online), diakses tanggal 10 Maret 2012)

(http://www.scribd.com,