Makalah Tungsten

Posted on Updated on


2.3 Tungsten
2.3.1 Sejarah dan Kelimpahan
Tungsten ditemukan oleh Juan Jose dan Fausto de Elhuyar pada tahun 1783 di Vergara, Spain. Dalam bahasa Swedia, tung sten berarti batu berat. Nama lain dari tungsten adalah wolfram (bahasa Jerman) yang disimbolkan dengan W (Anonymous, 2004). Pada tahun 1779, Peter Woulfe menguji mineral yang sekarang dikenal sebagai tungstenit dan menyimpulkan bahwa terdapat zat baru dalam tungstenit. Scheele, pada tahun 1781, menemukan bahwa asam yang baru dapat dibuat dari tungsten (nama yang diberikan pada tahun 1758 untuk mineral yang sekarang dikenal sebagai scheelite). Scheele dan Bergman mengusulkan adanya kemungkinan untuk mendapatkan logam yang baru dengan mereduksi asam ini. De Elhuyar menemukan bahwa asam dalam tungstenit pada tahun 1783 adalah sama dengan asam tungsten (asam tungstat) yang dibuat Scheele, dan pada tahun yang sama, mereka berhasil memperoleh unsur tungsten dengan mereduksi asam tungstat dengan arang (Redaksi chem.-is-try.org, 2008).
Pada tahun 1781, Scheele dan T. Bergmann mengisolasi oksida baru yang lain dari mineral yang kemudian disebut skelit, CaWO4. Hasilnya disebut tungsten yang artinya batu berat. Dua tahun kemudian dua bersaudara, J.J dan F. d’Elhuyar dari Spanyol menunjukkan bahwa oksida yang sama merupakan konstituen dari mineral wolframit, dan pemanasan oksida ini dengan batubara berhasil mereduksinya menjadi logam yang kemudian diberi nama wolfram dengan simbol W. Nama ini direkomendasi oleh IUPAC, namun komunikasi bahasa Inggris memilih memakai nama tungsten (Sugiyarto dan Sugiyani, 2010).

Gambar 2.9 Kristal Tungsten

Kelimpahan tungsten di alam sebesar 0,0005 ppm, matahari sebesar 0,004 ppm, meteorit sebesar 0,12 ppm, kerak bumi sebesar 1,1 ppm, dan air laut sebesar 1,2 · 10-4 ppm (Annonymous, 2001).

2.3.2 Sumber Logam dan Ekstraksinya
Tungsten, terdapat dalam mineral tungstenit Fe(Mn)WO4, scheelit CaWO4, huebnerit MnWO4, dan ferberit FeWO4 (Annonymous, 2001). Tempat penambangan tungsten yang penting adalah di Kalifornia, Kolorado, Korea Selatan, Bolivia, Russia dan Prortugal. Bahkan China, dilaporkan memiliki persediaan 75% tungsten di dunia. Tungsten di alam terdiri dari lima isotop yang stabil (lihat table 2.5). Ada pula 21 isotop lainnya yang tidak stabil. Unsur ini diperoleh secara komersial dengan mereduksi tungsten oksida dengan hidrogen atau karbon (Redaksi chem.-is-try.org, 2008).

Tabel 2.5 Isotop Tungsten
Nuklida 180W 182W 183W 184W 185W 186W
Massa atom 179,9 181,9 183,0 184,0 186,0
Kelimpahan 0,10% 26,3% 14,3% 30,7% 0% 28,6%
Waktu paruh stabil stabil stabil Stabil 75 hari stabil
(Sumber: Jurnal Tungsten, 2004)

Wolfram ditemukan hampir tidak terbatas dalam tungstat seperti scheelite, CaWO4, atau wolframite, Fe(Mn)WO4 (Cotton dan Wilkinson, 1989). Logam wolfram dapat diperoleh dengan pemanasan langsung hingga meleleh campuran bijihnya, tungstat skelit, CaWO4 dan wolframit, (Fe,Mn)WO4 dengan alkali, kemudian diendapkan dalam air sebagai WO3 dengan penambahan asam. Reduksi oksida ini dengan H2 pada ~850 C akan menghasilkan serbuk logam wolfram berwarna abu-abu. Pengubahan serbuk logam menjadi padatan massif baik untuk logam Mo maupun W dapat dilakukan dengan kompresi tinggi menggunakan gas H2 (Sugiyarto dan Sugiyani, 2010).

2.3.3 Sifat Fisika dan Sifat Kimia
Berikut ini sifat fisika pada tungsten (Annonymous, 2001) :
Simbol : W
Nomor atom : 74
Konfigurasi electron : [Xe] 4f14 5d4 6s2 (keadaan dasar)
Massa atom : 183,84 gr/mol
Golongan : VI B (golongan transisi)
Periode : 6
Bentuk : padat pada 298ᴼK
Warna : putih keabu-abuan dan berkilauan
Klasifikasi : logam
Titik didih : 5828ᴼK atau 5555ᴼC
Titik lebur : 3695ᴼK atau 3422ᴼC
Densitas : 19,25 gr/cm3
Afinitas electron : -119 kJ/mol (M-M-)
Radius Atom : 1.41 Å
Volume Atom : 9.53 cm3/mol
Radius Kovalensi : 1.3 Å
Struktur Kristal : bcc (body centered cubic)
Konduktivitas Listrik : 18.2 x 106 ohm-1cm-1
Elektronegativitas : 1,7
Potensial Ionisasi : 7.98 V
Bilangan Oksidasi : +6, +5, +4, +3, dan +2
Entalpi Penguapan : 422.58 kJ/mol
Formasi Entalpi : 35.4 kJ/mol
Energy ionisasi I : 770 (M-M+)
Energy ionisasi II : 1700 (M+-M2+)
Energy ionisasi III : 2300 (M2+-M3+)
Energy ionisasi IV : 3400 (M3+-M4+)
Energy ionisasi V : 4600 (M4+-M5+)
Energy ionisasi VI : 5900 (M5+-M6+)
Pada susunan kubus berpusat badan (bcc) setiap logam bersinggungan dengan 8 atom sejenis. Dalam susunan ini bilangan koordinasi untuk setiap atom logam adalah 8. Pada sel satuan kubus berpusat badan atom-atom terletak pada pojok-pojok dan pusat kubus. Volume sel satuan kubus berpusat badan yang ditempati oleh atom logam adalah sebesar 68,02% (Effendy, 1999).
Logam tungsten berwarna perak-putih dan mengkilat atau berkilau, tetapi logam ini biasanya diperoleh berupa serbuk berwarna abu-abu (Annonymous, 2004). Pada referensi lain, menyebutkan bahwa tungsten murni adalah logam yang berwarna putih timah hingga abu-abu baja. Tungsten yang sangat murni dapat dipotong dengan gergaji besi dan bisa dibentuk dengan mudah. Dalam keadaan tidak murni, tungsten rapuh dan membutuhkan kerja keras untuk bisa membentuknya. Tungsten memiliki titik cair tertinggi dari semua unsur logam, dan pada suhu 1650ᴼC memiliki kekuatan regang tertinggi. Tungsten teroksidasi di udara dan harus dilindungi bila disimpan pada suhu yang meningkat. Pemuaian akibat panasnya hampir sama dengan kaca borosilikat, yang membuatnya berguna untuk segel dari kaca ke logam (Redaksi chem.-is-try.org, 2008). . Tidak seperti logam Cr, anion W adalah pengoksidasi lemah (Cotton dan Wilkinson, 1989).

2.3.4 Reaksi dan Persenyawaan
Wolfram diperoleh kembali setelah peleburan dengan alkali dan dilarutkan kembali dalam air dengan pengendapan WO3 oleh asam. Oksida direduksi dengan H2 menghasilkan logamnya sebagai bubuk abu-abu. Ini mudah diserang hanya dengan campuran HF-HNO3 atau dengan mengoksidasi leburan alkali dengan Na2O2, atau KNO3-NaOH (Cotton dan Wilkinson, 1989).
MoO3 dan WO3 mudah dibuat dengan memanaskan logamnya atau sulfidanya dalam oksigen. Oksida-oksida ini tidak bereaksi dengan asam, tetapi larut dalam basa membentuk larutan molibdat atau wolframat. MoO3 berupa padatan putih pada temperature kamar tetapi menjadi kuning pada keadaan panas dan meleleh pada suhu ~795 C menjadi cairan warna kuning logam. WO3 berupa padatan kuning lemon dengan titik leleh ~1200 C (Sugiyarto dan Sugiyani, 2010).
Trioksida diperoleh pada pemanasan logam atau senyawaan lain dalam udara dan WO3 berwarna kuning. Wolfram tidak diserang oleh asam selain HF namun larut dalam basa membentuk wolframat. Garam-garam logam alkali atau NH4+ yang larut dalam air mengandung ion tetrahedral WO42-. Bilamana larutan wolframat dibuat menjadi asam lemah, terjadi kondensasi menghasilkan polianion yang rumit. Dalam larutan asam yang lebih kuat, oksida terhidrasi dan WO3 2H2O (putih) terbentuk (Cotton dan Wilkinson, 1989).
Interaksi wolfram dengan F2 menghasilkan heksafluorida tidak berwarna WF6 (titik didih 17ᴼC) dan bersifat mudah terhidrolisis. Klorinasi Wolfram panas menghasilkan monomer biru hitam pekat heksaklorida, WCl6. Ia larut dalam CS2, CCl4, alcohol, dan eter. Ia bereaksi lambat dengan air dingin, cepat dengan air panas, menghasilkan asam tungstat. WCl6 adalah bahan pemula yang biasa untuk sintesis berbagai senyawaan seperti dialkilamida, alkoksida, organologam dan karbonil (Cotton dan Wilkinson, 1989).
Berikut ini adalah reaksi tungsten (Annonymous, 2001) :
1. Reaksi dengan air
Pada suhu ruangan, tungsten tidak bereaksi dengan air.
2. Reaksi dengan udara
Pada suhu ruangan, tungsten dapat bereaksi dengan udara atau O2. Pada suhu yang meningkat, trioksida tungsten(VI) oksida terbentuk. Persamaan reaksinya sebagai berikut :
2 W (s) + 3 O2 2 WO3 (s)
3. Reaksi dengan halogen
Pada suhu ruangan, tungsten beraksi langsung dengan fluorin membentuk tungsten(VI) fluoride. Persamaan reaksinya sebagai berikut :
W(s) + 3F2(g) 3F6(g)
Tungsten bereaksi secara langsung dengan klorin atau bromine (pada 250ᴼC) masing-masing membentuk tungsten(VI) klorida atau tungsten(VI) bromide. Persamaan reaksinya sebagai berikut :
W(s) + 3Cl2(g) WCl6(s)
W(s) + 3Br2(g) WBr6(s)
Pada kondisi terkontrol, tungsten(V) klorida terbentuk dari reaksi antara logam tungsten dan klorin, persamaan reaksinya sebagai berikut:
2W(s) + 5Cl2(g) 2WCl5(s)

4. Reaksi dengan asam
Secara umum, logam tungsten tidak terpengaruh oleh kebanyakan asam. Menurut Cotton dan Wilkinson (1989) wolfram tidak diserang oleh asam selain HF.
5. Reaksi dengan basa
Logam tungsten tidak bereaksi dengan larutan basa lemah.

2.3.5 Pembentukan Ikatan dan Senyawa Kompleks
WO3 mengadopsi struktur geometri yang dikenal sebagai struktur renium trioksida (ReO3). Struktur ini dapat dipandang sebagai suatu kubus yang setiap sudutnya ditempati oleh atom W dan pada pertengahan dari setiap sisinya ditempati oleh atom O. Suatu kubus yang tersusun oleh 8 atom W pada titik-titik sudutnya akan diselingi oleh 12 atom pada tiap pertengahan sisinya, sehingga setiap atom W akan mengikat 6 atom Odan pada tiap atom O ini mengikat 2 atom W untuk menghasilkan formula WO3 (Sugiyarto dan Sugiyani, 2010).
Dihalida W6Cl12 dapat dioksidasi oleh Cl2 pada suhu tinggi. Satuan-satuan (M6X8)4+ dapat mengkoordinasi enam donor pasangan electron, masing-masing pada setiap atom logam sepanjang seperempat sumbu octahedron (Cotton dan Wilkinson, 1989).
Gugus berjembatan dalam satuan M6X84+ dapat melangsungkan reaksi pertukaran hanya secara lambat, sedangkan keenam ligan luar adalah labil. Dalam larutan akua satuan M6X84+ adalah tidak stabil terhadap gugus nukleofilik yang lebih kuat seperti OH-, CN-, atau SH- (Cotton dan Wilkinson, 1989).
Wolfram tidak membentuk beragam kompleks okso yang dapat diperbandingkan, meskipun sebagian kecil diketahui (Cotton dan Wilkinson, 1989).

2.3.6 Manfaat dan Kegunaan
Kegunaan utama logam Wolfram adalah dalam baja aliasi, meskipun sejumlah kecil menyebabkan kenaikan yang berarti dalam kekerasan dan kekuatan. Baja “kecepatan tinggi”, yang digunakan untuk membuat alat pemotong yang tetap keras meskipun pada panas merah, mengandung W dan Cr. Wolfram juga digunakan untuk filament lampu. Unsur ini memberikan senyawa interstisi yang keras, membias, dan inert secara kimiawi dengan B, C, N, atau Si pada reaksi langsung dengan suhu tinggi. Wolfram karbida digunakan untuk melapisi alat pemotong, dan sejenisnya (Cotton dan Wilkinson, 1989).
Tungsten dan alloynya, digunakan secara besar-besaran untuk pembuatan filamen lampu pijar, tabung elektron dan televisi, dalam proses penguapan logam, untuk titik kontak listrik pada distributor mobil, target sinar X, unsur windings (proses pencairan logam dalam tungku listrik) dan pemanas pada tungku listrik, dan dalam peralatan untuk suhu tinggi dan pesawat luar angkasa. Alloy yang digunakan untuk peralatan berkecepatan tinggi seperti Hastelloy, Stellite mengandung tungsten. Tungsten karbida sangat penting digunakan dalam proses penempaan logam, penambangan logam dan industri minyak bumi. Kalsium dan magnesium tungstate sangat luas digunakan dalam pencahayaan fluoresen dan garam tungsten lainnya digunakan dalam industri pewarna dan kimia. Tungsten disulfida adalah pelumas yang kering, dan mampu stabil pada suhu setinggi 500ᴼC. Perunggu tungsten dan senyawa lainnya digunakan dalam industri cat (Anonim, 2008).
Selain itu, tungsten karbida belum lama ini digunakan dalam mode intan permata sesuai sifat hypoallergenic-nya, kenyataan bahwa kekerasannya ekstrim (tinggi), dan berkilau seperti logam gosok lain. Sehingga digunakan sebagai alternative yang lebih murah selain intan. Tungsten karbida juga digunakan sebagai bahan anti gores untuk perhiasan termasuk arloji dan cincin perkawinan (Annonymous, 2001).
Diinformasikan pula, bahwa dalam pembuatan bola lampu OSRAM (didirikan pada tahun 1906 oleh tiga perusahaan Jerman yang menggabungkan fasilitas produksi lampu mereka). Nama dari bola lampu yang diproduksi diambil dari unsur penyusunnya yaitu OSmium dan wolfRAM (tungsten) (Annonymous, 2001).

3 thoughts on “Makalah Tungsten

    ismail suryasa said:
    Mei 14, 2013 pukul 6:31 am

    Tulisan sangat berguna

      erwantoindonesia responded:
      Juni 11, 2013 pukul 8:49 am

      MATUR
      SUWUN

        nike said:
        September 23, 2013 pukul 11:22 am

        Boleh minta daftar pustakanya gak ya?
        Terima kasih🙂

jangan lupa komentar ya................

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s