Makalah Besi, Rutenium, dan Osmium

Posted on Updated on


BAB I

PENDAHULUAN

 

1.1  Latar Belakang

 

Dalam sistem periodik mendeleyev, sembilan unsur, Fe-Ru-Os, Co-Rh-Ir, dan Ni-Pd-Pt, terletak pada golongan VIII. Tiga logam kelompok pertama, kedua, dan ketiga masing-masing terletak dalam golongan 8,9, dan 10 menurut sistem penomoran IUPAC. Kesembilan unsur ini sering dibicarakan menurut lajur horizontal oleh karena kemiripan sifatnya, khususnya untuk Fe-Co-Ni. Keenam unsur yang lain dikenal sebagai kelompok logam-logam platina, yang terbagi dalam dua set triad horizontal. Namun seiring dengan kemajuan penemuan senyawa-senyawa dari kesembilan unsur ini, pembahasan berdasarkan lajur golongan lebih tepat dibandingkan dengan dengan pembahasan berdasarkan lajur horizontal (Sugiyarto dan Suyanti, 2010).

            Besi digunakan secara luas daripada logam lain, dan untuk pembuatan baja yang sangat penting sekali diseluruh dunia. Besi juga unsur transisi yang paling utama di tumbuhan dan hewan. Kepentingan biologi sama pentingnya dengan pembawa elektron di tanaman dan hewan (cytochromes dan ferredoxins), seperti homoglobin, pembawa oksigen  di dalam darah mamalia seperti myoglobin untuk penyimpanan oksigen, untuk besi yang dicari dan disimpan (ferretin dan transferring) dan nitrogenase (enzim di nitrogen untuk perbaikan bakteri). Besi juga dapat membentuk kompleks yang luar biasa.

Besi mempunyai kelimpahan terbesar ke empat di kulit bumi,setelah O,Si dan Al. Besi menyusun 62.000 atau 6,2% dari berat kulit bumi. Dunia memproduksi biji besi 970 miliyar ton di tahun 1988. Sumber terbesar adalah USSR 26%, China 17%, Brazil 15%, Australia 10%, USA 6%, India 5% dan Kanada 4%. Ini menghasilkan 538 miliyar ton besi cor ditahun 1988.

            Ruthenium dan osmium adalah jarang dijumpai penggunaannya. Mereka ditemukan bersama-sama dengan logam platina dan logam yang digunakan sebagai pembuat uang (Cu, Ag dan Au). Sumber utama ditemukan sedikit dalam tambang biji NiS/CuS di Afrika Selatan, Kanada (Sudbury,Ontario) dan USSR (pasir sungai dari gunung Ural). Dunia memproduksi enam logam grup platina hanya 267 ton ditahun 1988. Sumber terbesar adalah Afrika Selatan 45%, USSR 44%, Kanada 4%, USA 2% dan jepang 0,8%.

Karena begitu pentingnya unsur golongan besi maka disusunlah makalah ini yang berisi tentang sejarah, kelimpahan, sifat kimia maupun fisika, kegunaan, persenyawaan maupun kompleks yang terjadi pada besi, rutenium, maupun osmium.

1.2  Rumusan Masalah

 

  1. Bagaimana sejarah ditemukan besi, rutenium, dan osmium?
  2. Bagaimana kelimpahan besi, rutenium, dan osmium?
  3. Bagaimana sifat fisika dan kimia besi, rutenium, dan osmium?
  4. Bagaimana persenyawaan besi, rutenium, dan osmium?
  5. Bagaimana kegunaan besi, rutenium, dan osmium?
  6. Bagaimana ikatan besi, rutenium, dan osmium?

1.3  Tujuan

 

  1. Mengetahui sejarah ditemukan besi, rutenium, dan osmium
  2. Mengetahui kelimpahan besi, rutenium, dan osmium
  3. Mengetahui sifat fisika dan kimia besi, rutenium, dan osmium
  4. Mengetahui persenyawaan besi, rutenium, dan osmium
  5. Mengetahui kegunaan besi, rutenium, dan osmium
  6. Mengetahui ikatan besi, rutenium, dan osmium

BAB II

PEMBAHASAN

1.         BESI

1.1       Sejarah

Berasal dari bahasa latin “ferrum” yang artinya iron (besi). Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak digunakan untuk kehidupan manusia sehari-hari dari yang bermanfaat sampai dengan yang merusakkan. Pertama kali, besi digunakan oleh bangsa Sumeria dan Mesir, sekitar tahun 4000 SM, benda kecil, seperti mata lembing dan perhiasan, yang didapati dari meteor. Sekitar 3000 SM hingga 2000 SM, semakin banyak objek besi yang dikerjakan dihasilkan di Mesopotamia, Anatolia, dan Mesir. Pada zaman tersebut kemungkinan kegunaannya untuk upacara tertentu, dan besi merupakan logam yang mahal, lebih mahal berbanding emas (http//www.chem_is_try.org/besi).

Di negara China besi yang pertama kali digunakan adalah besi meteor, dengan bukti arkeologi mengenai  besi tempa yang muncul di barat laut, di daerah Xinjiang, pada abad ke-8 SM.

1.2       Kelimpahan

  • Alam semesta              : 1100 ppm
  • Matahari                      : 1000 ppm
  • Batu meteor                : 2,2 x 105 ppm
  • Kerak bumi                 : 63000 ppm
  • Air laut

–          Permukaan Atlantik                : 1 x 10-4 ppm

–          Bagian dalam Atlantik            : 4 x 10-4 ppm

–          Permukaan Pasifik                  : 1 x 10-5 ppm

–          Bagian dalam Pasifik              : 1 x 10-4 ppm

  • Manusia

–          60000 ppb (per berat)

–          6700 ppb (per atom)

1.3       Sifat Fisika

Adapun sifat-sifat fisika dari besi ini adalah (http//www.enviromentalchemistry. com/besi) :

Bentuk                                                           : padat

Warna                                                            : keabu-abuan mengkilap

Massa jenis (sekitar suhu kamar)                   : 7,86 g/cm³

Titik lebur                                                      : 1811 K (1538 °C, 2800 °F)

Titik didih                                                      : 3134 K (2861 °C, 5182 °F)

Kalor peleburan                                             : 13,81 kJ/mol

Kalor penguapan                                           : 340 kJ/mol

Kapasitas kalor                                              : (25 °C) 25,10 J/(mol.K)

1.4       Sifat Kimia

Adapun sifat-sifat kimia dari besi ini adalah (http//www.enviromentalchemistry. com/besi) :

Nama, Lambang, Nomor atom           : besi, Fe, 26

Deret kimia                                         : logam transisi

Golongan, Periode, Blok                    : 8, 4, d

Massa atom                                         : 55,845 g/mol

Konfigurasi elektron                           : [Ar] 3d6 4s2

Jumlah elektron tiap kulit                    : 2, 8, 14, 2

Bilangan oksidasi                                : 2, 3, 4, 6 (oksida amfoter)

Elektronegativitas                               : 1,83 (skala Pauling)

Energi ionisasi                                     : ke-1: 762,5 kJ/mol; ke-2: 1561,9 kJ/mol; ke-3:  2957 kJ/mol

Jari-jari atom                                       : 140 pm

Jari-jari kovalen                                   : 125 pm

Struktur kristal                                    : Body centred cubic (a = 286.65 pm)


1.5       Isotop 

54Fe [28 neutrons]
Kelimpahan : 5.8%
Waktu Paruh : 3.1 x 1022 tahun
55Fe [29 neutrons]
 Kelimpahan : sintetik
 Waktu Paruh: 2.73 tahun
56Fe [30 neutrons]
 Kelimpahan : 91.72%
Stabil dengan 30 neutrons
57Fe [31 neutrons]
 Kelimpahan : 2.2%
 Stabil dengan 31 neutrons
58Fe [32 neutrons]
 Kelimpahan : 0.28%
 Stabil dengan 32 neutrons
59Fe [33 neutrons]
 Kelimpahan : sintetik
 Waktu Paruh : 44.503 hari
60Fe [34 neutrons]
 Kelimpahan : sintetik
 Waktu Paruh: 1.5 x 106 tahun

 

1.6       Persenyawaan dan Kegunaan

  • Haemoglobin C2952H4664N812O832S8Fe4

Tubuh manusia berisi kurang lebih 4 gram besi 70%-nya berisi hemoglobin, sel darah merah. Kebanyakan disimpan dalam bentuk ferratin. Fungsi hemoglobin yaitu mengangkut oksigen dari paru-paru dan menyebarkan ke anggota badan, seperti otot, yang akan di lepaskan dalam bentuk oksigen.

  • Besi (II) Sulfat (FeSO4.H2O)

Dalam hortikultura digunakan sebagai pembunuh lumut, yang secara sering dikenal sebagai sulfat besi.

  • Besi (III) Klorida (FeCl3)

Bersifat sangat beracun. Besi (III) Klorida digunakan sebagai katalisator untuk reaksi ethylene dengan khlor, membentuk ethylene dichloride (1,2-Dichloroethane), bahan kimia yang penting, yang digunakan pada industri untuk produksi klorida vinil, monomer untuk membuat PVC.

  • Besi (III) Oksida Fe2O3

Digunakan sebagai pelapis disket. Juga digunakan sebagai alas bedak, ferri-oksid dikenal sebagai kosmetik (pe-merah pipi), dan semir.

  • Besi(II)

Besi(II) klorida anhidrat, FeCl2, dapat dibuat dengan mengalirkan gas HCl kering pada logam besi panas. Karena gas H2 yang dihasilkan bersifat reduktor, maka oksidasi lanjut Fe(II) menjadi besi(III) dapat dicegah (Sugiyarto dan Suyanti, 2010) :

                                    Fe (s) + 2 HCl (g) à FeCl2 (s) + H2 (g)

Besi(II) klorida anhidrat tak berwarna demikian juga tetrahidratnya, tetapi heksahidratnya menjadi agak kehijauan. Baik besi(II) klorida anhidrat maupun tetrahidrat, keduanya adalah ionik. Hal ini dapat diasosiasikan dengan rendahnya densitas muatan besi(II) (≈98 C mm-3) yang jauh berbeda dengan besi(III) (≈232 C mm-3). Semua garam besi(II) terhidrat mengandung ion [Fe(H2O)6]2+ yang berwarna pucat kehijauan, jika sebagian teroksidasi menjadi besi(III) warna menjadi kuning kecoklatan. Kristal garam besi(II) sulfat heptahidrat, FeSO4.7H2O, cenderung kehilangan beberapa molekul air (efloresense). Dalam fase padat, garam rangkap ammonium besi(II) sulfat heksahidrat, (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O, atau lebih tepatnya ammonium heksaakuabesi(II) sulfat, [(NH4)2Fe (H2O)6][SO4]2, atau disebut juga garam Mohr, menunjukkan stabilitas kisi yang paling tinggi. Garam ini di udara terbuka tidak mengalami efluoresense dan juga tidak teroksidasi, sehingga sering dipakai sebagai larutan standar khususnya pada titrasi redoks, misalnya untuk standardisasi larutan kalium permanganat. Garam tris(1,2-diaminoetana)besi(II) sulfat, [Fe(en)3][SO4], juga dapat dipakai sebagai standar redoks.

Kehadiran nitrogen monoksida, NO, dapat menggantikan posisi salah satu molekul air dalam ion heksaaquabesi(II) menjadi ion pentaaquanitrobesi(II) yang berwarna coklat tua dan sering muncul sebagai “cincin coklat” pada uji ion nitrat dalam tabung uji (Sugiyarto dan Suyanti, 2010) :

                        NO (aq) + [Fe(H2O)6]2+ (aq)   à       [Fe(H2O)5(NO)]2+ (aq) + H2O (l)

                                                                                            cincin coklat

Penambahan ion hidroksida ke dalam larutan ion besi(II) pada awalnya menghasilkan endapan gelatin hijau besi(II) hidroksida. Tetapi, hadirnya oksidator misalnya dari udara, mengakibatkan terjadi perubahan warna menjadi kuning-coklat dari besi(III) oksida terhidrat menurut persamaan reaksi :

                                    Fe2+ (aq) + 2 OH (aq) à Fe(OH)2 (s)

Sama seperti ion besi(III) yang dapat diidentifikasi dengan ion heksasianoferat(II), [Fe(CN)6]4-, ion besi(II) juga dapat dideteksi dengan ion heksasianoferat(III), [Fe(CN)6]3-, dengan menghasilkan produk yang sama dengan biru Prusian (yang pada mulanya disebut biru Turnbull ketika diduga merupakan produk berbeda) :

                        3 Fe2+ (aq) + 4 [Fe(CN)6]3- (aq) à Fe4[Fe(CN)6]3 (s) + 6 CN (aq)

Harga potensial oksidasi besi(II) menjadi besi(III) sangat bergantung pada ligannya. Sebagai contoh, ion heksasianoferat(II), [Fe(CN)6]4-, jauh lebih mudah teroksidasi daripada ion heksaaquabesi(II), [Fe(H2O)6]2+ :

                        [Fe(CN)6]4- (aq) à [Fe(CN)6]3- (aq) + e                      E° = -0,36V

                        [Fe(H2O)6]2+ (aq) à [Fe(H2O)6]3+ (aq) + e                 E° = -0,77V

                        Perbedaan nilai potensial reduksi tersebut terutama berkaitan dengan :

1)      Muatan ion, dan

2)      Sifat spin ion besinya yang disebabkan oleh perbedaan kuat medan ligan yang bersangkutan

Pada dasarnya ion logam bermuatan rendah lebih stabil daripada ion bermuatan tinggi. Untuk ion kompleks pertama, bola koordinasi ligan menghasilkan muatan negatif yang terlalu besar (6CN) di seputar ion pusat besi(II) dan muatan ion total yang terlalu tinggi (-4) sehingga mengurangi stabilitas muatan ion pusat. Tetapi, ligan siano menghasilkan medan ligan kuat, sehingga ion kompleks bersifat low-spin dengan energi penstabilan medan ligan yang lebih besar dan konfigurasi elektronik yang relative lebih simetri pada [Fe(CN)6]4-d6 dibandingkan dengan kedua aspek tersebut pada [Fe(CN)6]3d5. Dengan demikian, kompensasi kedua aspek ini kurang saling mendukung untuk kestabilan kedua tingkat oksidasi dan akibatnya nilai potensial reduksi ion kompleks ini agak rendah.

Hal ini berbeda dengan kompleks [Fe(H2O)6]2+. Pada kompleks ini bola koordinasi ligan air bersifat netral sehingga tidak mengganggu stabilitas muatan ion pusat besi(II). Tambahan pula, bola koordinasi ligan air menghasilkan medan lemah sehingga ion kompleks bersifat high-spin dengan energi penstabilan medan ligan yang lebih besar pada [Fe(H2O)6]2+d6 dibandingkan dengan energi tersebut pada [Fe(H2O)6]3+d5. Dengan demikian dapat dipahami bahwa dalam kompleks ini, stabilitas besi (II) lebih tinggi secara signifikan dibandingkan dengan besi(III) dan akibatnya mempunyai nilai potensial reduksi yang cukup tinggi.

  • Besi(II), d6

Ion ferro [Fe(H2O)6]2+ memberikan garam berkristal. Garam Mohr (NH4)2SO4.[Fe(H2O)6]SO4 cukup stabil terhadap udara dan terhadap hilangnya air, dan umumnya dipakai untuk membuat larutan baku Fe2+ bagi analisis volumetrik, dan sebagai zat pengkalibrasi dalam pengukuran magnetik. Sebaliknya FeSO4.7H2O secara lambat melapuk dan berubah menjadi kuning-coklat bila dibiarkan dalam udara (Cotton dan Wilkinson,1989).

Fe2+, merupakan konfigurasi elektronik d6 yang merupakan kompleks oktahedral dengan ligan lemah mempunyai spin tinggi dengan empat elektron yang tidak berpasangan.

Gambar 1. Ligan lemah                                   Gambar 2. Ligan lemah

Penambahan HCO3 atau SH kepada larutan aqua Fe2+ berturut-turut mengendapkan FeCO3 dan FeS. Ion Fe2+ teroksidasi dalam larutan asam oleh udara menjadi Fe3+. Dengan ligan-ligan selain air yang ada, perubahan nyata dalam potensial bisa terjadi. Hal ini berkaitan dengan efek kestabilan relatif dari tingkat oksidasi.

                        [Fe(CN)6]3-      +          e          =          [Fe(CN)6]4-      E° = 0,36 V

                        [Fe(H2O)6]3+    +          e          =          [Fe(H2O)6]2+    E° = 0,77 V

                        [Fe(phen)3]3+   +          e          =          [Fe(phen)3]2+   E° = 1,12 V

Kompleks oktahedral umumnya paramagnetik, dan medan ligan yang cukup kuat dibutuhkan untuk perpasangan spin. Ion kompleks diamagnetik adalah [Fe(CN)6]4- dan [Fe(dipy)3]2+. Pembentukan kompleks 2,2-bipyridin yang merah, dan 1,10-fenantrolin digunakan sebagai uji untuk Fe2+.

  • Besi(III)

Ion besi(III) berukuran relatif kecil dengan rapatan muatan 349 C mm-1 untuk low-spin dan 232 C mm-1 untuk high-spin, sehingga mempunyai daya mempolarisasi yang cukup untuk menghasilkan ikatan berkarakter kovalen. Sebagai contoh, besi(III) klorida berwarna merah-hitam, berupa padatan dengan struktur jaringan kovalen. Pada pemanasan hingga fase gas terbentuk spesies dimerik, Fe2Cl6. Besi(III) klorida dapat dibuat dari pemanasan langsung besi dengan klorin menurut persamaan reaksi (Sugiyarto dan Suyanti, 2010) :

                                    2 Fe (s) + 3 Cl2 (g) à 3 FeCl3 (s)

Besi(III) bromide mirip dengan besi(III) klorida, tetapi besi(III) iodida tidak dapat diisolasi sebab ion iodide mereduksi besi(III) menjadi besi(II) :

                                    2 Fe3+ (aq) + 2I (aq) à 2 Fe2+ (aq) + I2 (aq)

Besi(III) klorida anhidrat bereaksi dengan air menghasilkan gas HCl karena reaksinya bersifat eksotermik, kontras dengan padatan kuning keemasan garam heksahidrat, FeCl3.6H2O, yang larut begitu saja dalam air menghasilkan ion heksahidrat, [Fe(H2O)6]3+ :

                                    FeCl3 (s) + 3 H2O (l) à Fe(OH)3 (s) + 3 HCl (g) + kalor

Ion heksaakuabesi(III), [Fe(H2O)6]3+, berwarna agak ungu pucat, seperti halnya warna besi(III) nitrat nanohidrat. Warna kekuningan untuk senyawa kloridanya dapat dikaitkan dengan terjadinya transfer muatan Fe3+-Cl à Fe2+-Cl0 dalam ion [Fe(H2O)5Cl]2+.

Semua garam besi(III) larut dalam air menghasilkan larutan asam. Rapatan muatan kation yang relative tinggi (232 C mm-1) mampu mempolarisasikan molekul air ligan dengan cukup kuat, sehingga molekul air pelarut dapat berfungsi sebagai basa dan memisahkan proton dari air ligan tersebut menurut persamaan reaksi :

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

                        [Fe(H2O)5(OH)]2+ (aq) + H2O (l)        ↔       H3O+ (aq) + [Fe(H2O)5(OH)]2+ (aq)

Keseimbangan reaksi tersebut sangat bergantung pada pH. Penambahan ion hidronium tentu akan menggeser keseimbangan ke kiri, menghasilkan ion [Fe(H2O)6]3+ yang hampir tak berwarna. Sebaliknya, penambahan ion hidroksida akan menggeser keseimbangan ke kanan, menghasilkan larutan kuning dan lebih lanjut endapan gelatin besi(III) oksida hidroksida, FeO(OH) yang berwarna karat.

Walaupun biasanya spesies besi(III) mengadopsi geometri octahedron, tetapi ligan ion klorida dapat menghasilkan geometri tetrahedron ion tetrakloroferat(III), [FeCl4]. Ion kompleks ini berwarna kuning dan dapat diisolasi dengan penambahan HCl pekat ke dalam larutan ion heksaakuabesi(III) menurut persamaan reaksi :

[Fe(H2O)6]3+ (aq) + 4 Cl (aq)             ↔        [FeCl4] (aq) + 6 H2O (l)

Uji terhadap adanya ion besi(III) dapat dilakukan dengan penambahan larutan ion heksasianoferat(II), [FeCN6]4-, yang menyebabkan terjadinya endapan biru Prusian besi(III) heksasianoferat(II), Fe4[Fe(CN)6]3 :

                                    4 Fe3+ (aq) + 3 [Fe(CN)6]4- (aq) à Fe4[Fe(CN)6]3 (s)

Warna biru senyawa ini sering dimanfaatkan untuk pembuatan tinta, cat, termasuk pigment cetak biru. Selain itu, uji paling sensitif adanya ion besi(III) adalah dengan menambahkan larutan ion tiosianat ke dalam larutan Fe(III); terjadinya warna merah darah oleh karena terbentuk ion pentaaquatiosianatobesi(III), sebagai indikasi adanya ion Fe3+ dalam larutan.

[Fe(H2O)6]3+ (aq) + SCN (aq) à [Fe(H2O)5(SCN)]2+ (aq) + H2O (l)

Warna ini sangat khas dan mudah dikenali, sehingga hadirnya sekelumit pengotor ion besi(III) dapat terdeteksi dengan ion tiosianat ini.

Reaksi ion besi(III) lainnya cukup unik adalah dengan larutan ion tiosulfat dalam keadaan dingin (pada suhu es), menghasilkan warna violet gelap ion bis(tiosulfato)ferat(III) :

                        [Fe(H2O)6]3+ (aq) + 2 [S2O3]2- (aq) à [Fe(S2O3)2] (aq) + 6 H2O (l)

Jika larutan ini dihangatkan hingga temperatur kamar terjadi reaksi redoks :

                        Fe3+ (aq) + [Fe(S2O3)2] (aq) à 2 Fe2+ (aq) + [S4O6]2- (aq)

Ion heksasianoferat(III), [Fe(CN)6]3-, berwarna agak kemerahan dan dapat dibuat dari oksidasi heksasianoferat(II), [Fe(CN)6]4- misalnya dengan Cl2.

  • Besi(III), d5

Besi(III) terdapat dalam garam berkristal dengan kebanyakan anion selain anion-anion seperti iodida, yang tidak dapat dilawan karena sifat reduksinya (Cotton dan Wilkinson,1989) :

                                                Fe3+ + I           =          Fe2+ + ½I2

Garam yang mengandung ion ferri aqua, [Fe(H2O)6]3+ seperti Fe(ClO4)3. 10H2O adalah merah jambu pucat hampir putih, dan ion aquanya adalah merah lembayung pucat. Kecuali bila larutan Fe3+ cukup kuat keasamannya, terjadi hidrolisis dan umumnya larutan menjadi kuning karena pembentukan spesies hidrokso yang mempunyai pita perpindahan muatan dalam daerah ultraviolet dan berakhir ke daerah tampak.

Kesetimbangan hidrolisis awal adalah

[Fe(H2O)6]3+                     = [Fe(H2O)5(OH)]2+     +  H+               K = 10-3,05

[Fe(H2O)5(OH)]2+        = [Fe(H2O)4(OH)2]+      +  H+               K = 10-3,26

2 [Fe(H2O)6]3+             = [Fe(H2O)4(OH)2 Fe(H2O)4]4+  + H+  K = 10-2,91

  • Besi(IV) dan (VI)

Hanya ada sedikit kompleks untuk Fe(IV) seperti [Fe(S2CNR2)3]+. Senyawaan besi(VI) yang paling dikenal adalah anion okso FeO42-, diperoleh melalui oksidasi suspense Fe2O3.nH2O  pekat, atau dengan melelehkan serbuk Fe dengan KNO3. Ion lembayung merah adalah paramagnetik dengan dua elektron tidak berpasangan. Garam Na dan K cukup larut, tetapi garam Ba dapat diendapkan. Ionnya relatif stabil dalam larutan basa, tetapi terurai dalam larutan netral atau asam menurut persamaan (Cotton dan Wilkinson,1989) :

                                    2 FeO42- + 10 H+         =          2 Fe3+  +  3/2 O2  +  5 H2O

Zat ini bahkan merupakan pengoksidasi yang lebih kuat daripada MnO4, dan dapat mengoksidasi NH3 menjadi N2.

  • Oksida

Oksida yang terbentuk antara logam besi (Fe) dan oksigen; tergolong oksida logam; ada tiga macam oksida besi, yaitu (Mulyono, 2005 : 303) :

  1. FeO [besi(II)oksida, ferro oksida]; padatan serbuk berwarna hitam, ditemukan di alam sebagai mineral wustit. Titik leleh 1369°C, densitas 5,7 g/L
  2. Fe2O3 [besi(III)oksida; ferri oksida]; padatan serbuk berwarna coklat kemerah-merahan sampai hitam; ditemukan di alam sebagai mineral hematit. Digunakan sebagai pigmen dan pengkilap logam. Titik leleh 1565°C, densitas 5,1 g/L
  3. Fe3O4 [ferrosoferrioksida]; padatan serbuk berwarna hitam atau merah; bersifat magnet; terdapat di alam sebagai mineral magnetit. Digunakan sebagai pigmen dan pengkilap. Titik leleh 1594°C; densitas 5,18 g/L
  • Halida

Kelompok senyawa yang mengandung atom halogen, X atau ion halida, X dimana X adalah atom halogen; dapat berupa senyawa anorganik dan senyawa organik (Mulyono, 2005 : 303).

Besi dapat dilarutkan pada asam halogen dengan sedikit oksigen dan dari arutan tersebut terbentuk dihalida hidrat FeF2.8H2O, FeCl2.4H2O, dan FeBr2.4H2O. Ferro klorida hidrat berisi [FeCl2.4H2O] merupakan unit oktahedral dengan dua atom klorin yang menempati posisi trans. FeF2 dan FeCl2 dibuat dengan memanaskan logam dengan gas HF atau HCl, pada pemanasan tersebut menghasilkan FeF3 dan FeCl3. Halida Fe(+2) anhidrat dapat bereaksi dengan gas NH3, membentuk garam yang berisi ion kompleks oktahedral [Fe(NH3)6]2+.

  • Baja

Baja dibuat dari besi tuang. Setelah zat pengotor dihilangkan, ditambah sejumlah tertentu karbon dan unsur lain yang memberikan sifat khas pada baja itu (http//www.enviromentalchemistry.com/baja).

Cara umum membuat baja yaitu menuangkan leburan besi tuang ke dalam wadah yang bagian dalamnya dilapisi bata tahan api yang disebut “pengkonversi” (converter), kemudian dihembuskan oksigen ke leburan.

Karbon, belerang dan fosfor keluar sebagai oksida berupa gas, sedangkan silikon oksida membentuk terak di atas besi. Setelah terak dipisahkan, pada leburan besi ditambah karbon, mangan dan unsur lain. Kadar karbon dalam baja berkisar antara 0,09 – 0,9%.

Tabel 1. Komposisi beberapa macam baja dan penggunaannya

Macam baja Komposisi Sifat Penggunaan
Baja – sedang 0,09 – 0,2% C

0,05 – 1,0% Mn

0,2 – 0,75% Si

Mudah dibentuk Badan mobil, jarum pipa
Baja Berkadar karbon tinggi 0,4 – 0,9% C

0,5 – 1,0% Mn

0,2 – 0,75% Si

Keras Perkakas, paku, pelat
Stainless steel 0,2 – 0,4 % C

18% Cr

8% Ni

Tahan korosi Pisau, perkakas
Baja mangan 0,4 – 0,9% C

13% Mn

Kuat dan Keras Per
Baja wolfram 0,4 – 0,9% C

5% W

Sangat keras Ujung alat pemotong

1.7       Kegunaan Besi yang lain

  • Besi merupakan logam paling biasa digunakan di antara semua logam, yaitu sebanyak 95% daripada semua logam yang dihasilkan di seluruh dunia. Harganya yang murah dan kekuatannya menjadikan ia amat diperlukan, terutama dalam penggunaan seperti kereta, badan kapal bagi kapal besar, dan komponen struktur bagi bangunan. Baja merupakan alloi besi paling dikenali, dan sebagian dari bentuk yang dapat dibentuk oleh besi termasuk (http//www.enviromentalchemistry.com/besi) :

ü  Besi mentah atau Pig iron yang mengandung 4% – 5% karbon dengan sejumlah bahan lain seperti belerang, silikon dan fosforus. Kegunaannya adalah merupakan perantaraan dari bijih besi kepada besi tuang dan baja.

ü  Besi tuang (Cast iron) mengandung 2% – 3.5% karbon dan sejumlah kecil mangan. Mempunyai titik lebur 1420–1470 K, yang lebih rendah dibanding dua komponen utamanya, dan menjadi melebur apabila karbon dan besi dipanaskan serentak. Sifat mekanikalnya berubah-ubah, bergantung kepada bentuk karbon yang dicampurkan ke dalam alloi. Besi tuang ‘putih’ mengandung karbon dalam bentuk cementite, atau besi karbida. Sebagian keras dan rapuh ini mendominasi sifat-sifat utama besi tuang ‘putih’, menyebabkannya keras, tetapi tidak tahan kejutan. Dalam besi tuang ‘kelabu’, karbon ada dalam bentuk serpihan halus grafit, dan ini juga menyebabkan bahan menjadi rapuh kerana ciri-ciri grafit yang mempunyai pinggir-pinggir tajam. Jenis besi kelabu yang baru, yang dinamakan ‘besi mulur’, adalah dicampur dengan kandungan magnesium untuk mengubah bentuk grafit menjadi sferoid, atau nodul, kemudian meningkatkan kekuatan besi.

ü  Besi karbon mengandung antara 0.5% dan 1.5% karbon, dengan sejumlah kecil mangan, belerang, fosforus, dan silikon.

ü  Besi tempa (Wrought iron) mengandung kurang dari 0.5% karbon. Bersifat keras, mudah dan lentur.

ü  Besi alloi (Alloy steel) mengandung kandungan karbon yang berubah-ubah dan juga logam-logam lain, seperti kromium, vanadium, molibdenum, nikel, tungsten dan sebagainya.

  • Salah satu kelemahan besi adalah mudah mengalami korosi. Korosi menimbulkan banyak kerugian karena mengurangi umur pakai berbagai barang atau bangunan yang menggunakan besi atau baja. Sebenarnya korosi dapat dicegah dengan mengubah besi menjadi baja tahan karat (stainless steel), akan tetapi proses ini terlalu mahal untuk kebanyakan penggunaan besi.
  • Korosi besi memerlukan oksigen dan air. Berbagai jenis logam contohnya Zink dan Magnesium dapat melindungi besi dari korosi. Cara-cara pencegahan korosi besi yang akan dibahas berikut ini didasarkan pada dua sifat tersebut.
  1. Pengecatan. Jembatan, pagar, dan railing biasanya dicat. Cat menghindarkan kontak dengan udara dan air. Cat yang mengandung timbel dan zink (seng) akan lebih baik, karena keduanya melindungi besi terhadap korosi.
  2. Pelumuran dengan Oli atau Gemuk. Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin. Oli dan gemuk mencegah kontak dengan air.
  3. Pelapisan dengan Plastik. Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan keranjang sepeda dilapisi dengan plastik. Plastik mencegah kontak dengan udara dan air.
  4. Tin Plating (pelapisan dengan timah). Kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi yang dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan secara elektrolisis, yang disebut tin plating. Timah tergolong logam yang tahan karat. Akan tetapi, lapisan timah hanya melindungi besi selama lapisan itu utuh (tanpa cacat). Apabila lapisan timah ada yang rusak, misalnya tergores, maka timah justru mendorong/mempercepat korosi besi. Hal itu terjadi karena potensial reduksi besi lebih negatif daripada timah. Oleh karena itu, besi yang dilapisi dengan timah akan membentuk suatu sel elektrokimia dengan besi sebagai anode. Dengan demikian, timah mendorong korosi besi. Akan tetapi hal ini justru yang diharapkan, sehingga kaleng-kaleng bekas cepat hancur.
  5. Galvanisasi (pelapisan dengan Zink). Pipa besi, tiang telepon dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisannya tidak utuh. Hal ini terjadi karena suatu mekanisme yang disebut perlindungan katode. Oleh karena potensial reduksi besi lebih positif daripada zink, maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan demikian besi terlindungi dan zink yang mengalami oksidasi (berkarat). Badan mobil-mobil baru pada umumnya telah digalvanisasi, sehingga tahan karat.
  6. Cromium Plating (pelapisan dengan kromium). Besi atau baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung yang mengkilap, misalnya untuk bumper mobil. Cromium plating juga dilakukan dengan elektrolisis. Sama seperti zink, kromium dapat memberi perlindungan sekalipun lapisan kromium itu ada yang rusak.
  7. Sacrificial Protection (pengorbanan anode). Magnesium adalah logam yang jauh lebih aktif (berarti lebih mudah berkarat) daripada besi. Jika logam magnesium dikontakkan dengan besi, maka magnesium itu akan berkarat tetapi besi tidak. Cara ini digunakan untuk melindungi pipa baja yang ditanam dalam tanah atau badan kapal laut. Secara periodik, batang magnesium harus diganti.
  • Besi sebagai katalis pada Proses HaberProses Haber menggabungkan nitrogen dan hidrogen ke dalam amonia. Nitrogen berasal dari udara dan hidrogen sebagian besar diperoleh dari gas alam (metan). Besi digunakan sebagai katalis

1.8       Ikatan

  • Ionik (Effendy, 20.08)

Contoh : FeO dan FeF2

  • Kovalen koordinasi

Seperti pada beberapa senyawa kompleks berikut ini.

1.8       Senyawa Kompleks Besi

  • Berdasarkan kaidah bilangan atom efektif (effective atomic number rule = EAN rule), yang diajukan oleh Sidgwick, yang dikembangkan berdasarkan teori oktet dari G. N Lewis. Bila jumlah electron sama dengan jumlah electron pada gas mulia dikatakan kaidah EAN terpenuhi dan kompleks yang bersangkutan bersifat stabil. Alternatif lain adalah apabila konfigurasi electron terluar atom pusat (n-1)d10 ns2 np6, maka pada orbital valensi atom pusat terisi 18 elektron, dan kompleks yang bersangkutan bersifat stabil (Effendy, 2007).

Contoh : [Fe(CO)5]                       (Fe = 26 e, 5 CO = 10 e → 36 e)

[Fe(CO)2(NO)2]             (Fe = 26 e, 2 CO = 4 e, 2 NO = 6 e→ 36 e)

[Fe(cp)2]                         (Fe = 26 e, 2 cp = 10 e → 36 e)

[Fe(C4H6)(CO)3]            (Fe = 26 e, C4H6 = 4 e → 36 e)

  • Pembentukan senyawa kompleks tanpa melibatkan proses eksitasi

ü  [FeCl6]3-

Memiliki struktur oktahedral, ion [FeCl6]3- bersifat paramagnetik yang kemagnetikannya setara dengan adanya 5 elektron tidak berpasangan. Oleh karena itu pembentukan kompleks ini melibatkan hibridisasi sp3d2.

Konfigurasi elektron :

 Ion Fe3+  (keadaan dasar) : [Ar] ↑     ↑    ↑    ↑     ↑

                                                                  3d                   4s           4p                      4d

 Ion Fe3+  (hibridisasi) :      [Ar]  ↑     ↑    ↑    ↑     ↑

hibridisasi sp3d2

 Ion Fe3+  dalam [FeCl6]3- : [Ar]   ↑     ↑    ↑    ↑     ↑           ↑↓   ↑↓   ↑↓  ↑↓   ↑↓   ↑↓

                                                                                                6 PEB dari 6 ligan Cl

Sifat paramagnetik ditunjukkan dari ion [FeCl6]3- ditunjukkan dengan adanya 5 elektron yang tidak berpasangan pada orbital 3d atom pusatnya.

  • Pembentukan senyawa kompleks dengan melibatkan proses eksitasi

ü  [Fe(NH3)6]3+

Memiliki struktur oktahedral, ion [Fe(NH3)6]3+ bersifat paramagnetik yang kemagnetikannya setara dengan adanya sebuah elektron tidak berpasangan. Hal ini menunjukkan bahwa pada pembentukan kompleks tersebut terjadi eksitasi electron. Oleh karena itu pembentukan kompleks ini melibatkan hibridisasi d2sp3.

Konfigurasi elektron :

 Ion Fe3+  (keadaan dasar) : [Ar] ↑     ↑    ↑    ↑     ↑

                                                                  3d                   4s           4p

 Ion Fe3+  (eksitasi) :          [Ar]  ↑↓    ↑↓  ↑

 Ion Fe3+  (hibridisasi) :      [Ar]  ↑↓    ↑↓  ↑

         hibridisasi d2sp3

 Ion Fe3+  dalam [Fe(NH3)6]3+ : [Ar]  ↑↓  ↑↓    ↑                 ↑↓   ↑↓   ↑↓  ↑↓   ↑↓   ↑↓

                                                                                                6 PEB dari 6 ligan NH3

Sifat paramagnetik ditunjukkan dari ion [Fe(NH3)6]3+ ditunjukkan dengan adanya sebuah elektron yang tidak berpasangan pada orbital 3d atom pusatnya.

ü  [Fe(CN)6]3-

Memiliki struktur oktahedral, ion [Fe(CN)6]3- bersifat paramagnetik yang kemagnetikannya setara dengan adanya sebuah elektron tidak berpasangan. Hal ini menunjukkan bahwa pada pembentukan kompleks tersebut terjadi eksitasi electron. Oleh karena itu pembentukan kompleks ini melibatkan hibridisasi d2sp3.

Konfigurasi elektron :

 Ion Fe3+  (keadaan dasar) : [Ar] ↑     ↑    ↑    ↑     ↑

                                                                  3d                   4s           4p

 Ion Fe3+  (eksitasi) :          [Ar]  ↑↓    ↑↓  ↑

 Ion Fe3+  (hibridisasi) :      [Ar]  ↑↓    ↑↓  ↑

         hibridisasi d2sp3

 Ion Fe3+  dalam [Fe(CN)6]3- : [Ar]  ↑↓  ↑↓    ↑                   ↑↓   ↑↓   ↑↓  ↑↓   ↑↓   ↑↓

                                                                                                6 PEB dari 6 ligan CN

Sifat paramagnetik ditunjukkan dari ion [Fe(CN)6]3- ditunjukkan dengan adanya sebuah elektron yang tidak berpasangan pada orbital 3d atom pusatnya.

ü  [Fe(CO)5]

Memiliki struktur trigonal bipiramidal, kompleks [Fe(CO)5] bersifat diamagnetik. Hal ini menunjukkan bahwa pada pembentukan kompleks tersebut terjadi eksitasi electron. Oleh karena itu pembentukan kompleks ini melibatkan hibridisasi dsp3.

Konfigurasi elektron :

 Ion Fe  (keadaan dasar) : [Ar]    ↑↓  ↑    ↑    ↑     ↑       ↑↓

                                                                  3d                   4s           4p

 Ion Fe  (eksitasi) :             [Ar]  ↑↓    ↑↓  ↑↓  ↑↓

 Ion Fe3+  (hibridisasi) :      [Ar]  ↑↓    ↑↓  ↑↓   ↑↓

         hibridisasi dsp3

 Ion Fe3+  dalam [Fe(NH3)6]3+ : [Ar]  ↑↓  ↑↓   ↑↓  ↑↓          ↑↓   ↑↓   ↑↓  ↑↓   ↑↓   ↑↓

                                                                                                5 PEB dari 5 ligan CO

Sifat diamagnetik [Fe(CO)5] ditunjukkan dengan berpasangannya semua elektron yang ada pada orbital d atom pusat.

  • Kompleks dengan orbital dalam dan kompleks dengan orbital luar

Pada pembentukan kompleks [FeCl6]3- terjadi hibridisasi sp3d2, sedangkan pada pembentukan kompleks [Fe(CN)6]3- terjadi hibridisasi d2sp3. Hibridisasi sp3d2 menggunakan 2 orbital 4d, sedangkan hibridisasi d2sp3 menggunakan 2 orbital 3d. Urutan orbital 4d adalah setelah atau diluar dari orbital 3d, sehingga kompleks [FeCl6]3- disebut kompeks dengan orbital luar (outer orbital complex), sedangkan kompeks [Fe(CN)6]3- disebut kompleks dengan orbital dalam (outer orbital complex). Pada kompleks [Fe(CO)5] melibatkan hibridisasi dsp3, merupakan kompleks dengan orbital dalam (Effendy, 2007).

Kompleks [FeCl6]3- memiliki 5 elektron yang tidak berpasangan, sedangkan kompleks [Fe(CN)6]3- hanya memiliki sebuah elektron yang tidak berpasangan. Keduanya merupakan kompleks dengan atom pusat Fe3+, dan bersifat paramagnetik, akan tetapi kemagnetikan [FeCl6]3- adalah lebih tinggi dibandingkan kemagnetikan [Fe(CN)6]3-. Oleh karena itu kompleks [FeCl6]3-  disebut kompleks dengan spin tinggi (high spin complex), sedangkan kompleks [Fe(CN)6]3- disebut dengan spin rendah (low spin complex)  (Effendy, 2007).

1.9       Reaksi-reaksi Besi

  • Reaksi dengan Udara

                        Besi bereaksi dengan udara dengan cara oksidasi membentuk besi oksida hidrat. Pada pemanasan dengan oksigen menghasilkan besi oksida Fe2O3 and Fe3O4.

  4Fe(s) + 3O2(g)2Fe2O3(s)
  3Fe(s) + 2O2(g)2Fe3O4(s)
  • Reaksi dengan halogen

 Besi bereaksi dengan fluorine berlebih, khlor dan brom untuk membentuk Fe(III) halida.

  2Fe(s) + 3F2(g)2FeF3(s)
  2Fe(s) + 3Cl2(g)2FeCl3(s)
  2Fe(s) + 3Br2(g)2FeBr3(s)

Reaksi tersebut tidak terlalu baik untuk iodin, karena berhubungan dengan masalah termodinamikanya. Reaksi langsung yang terjadi antara besi dan iodine dapat digunakan untuk menyiapkan Besi (II) iodida.

                                    Fe(s) + I2(s)FeI2(s)

  • Reaksi dengan Asam

Fe(s) + H2SO4(aq)Fe2+(aq) + SO42-(aq) + H2(g)

  • Reaksi ion besi dalam larutan

Ion-ion yang paling sederhana dalam larutan adalah (http//Chem_is-try.org/besi) :

ü  Ion heksaaquobesi(II) – [Fe(H2O)6]2+.

ü  Ion heksaaquobesi(III) – [Fe(H2O)6]3+.

  • Reaksi ion besi dengan ion hidroksida

Ion hidroksida (larutan natrium hidroksda) dapat menghilangkan ion hidrogen dari ligan air dan kemudian melekat pada ion besi.

Setelah ion hidrogen dihilangkan, diperoleh kompleks tidak muatan (kompleks netral). Kompleks netral ini tidak larut dalam air dan terbentuk endapan. Pada kasus besi (II) :

Pada kasus besi(III):

ü  Pada tabung reaksi, perubahan warna yang terjadi adalah
Pada kasus besi (II):

Besi sangat mudah di oksidasi pada kondisi yang bersifat basa. Oksigen di udara mengoksidasi endapan besi(II) hidroksida menjadi besi(III) hidroksida terutama pada bagian atas tabung reaksi. Warna endapan yang menjadi gelap berasal dari efek yang sama.

ü  Pada kasus besi(III):

  • Reaksi ion besi dengan larutan amonia

Amonia dapat berperan sebagai basa atau ligan. Pada kasus ini, amonia berperan sebagai basa, menghilangkan ion hidrogen dari kompleks aqua.

ü  Pada kasus besi(II):

Kejadian yang sama terjadi apabila ditambahkan larutan natrium hidroksida. Endapan kembali berubah warna yang menunjukkan kompleks besi(II) hidroksida teroksidasi oleh udara menjadi besi(III) hidroksida.

ü  Pada kasus besi(III):

  • Reaksi-reaksi ion besi dengan ion karbonat

Berikut ini merupakan perbedaan yang penting antara sifat ion besi(II) dan ion besi(III).

ü  Ion besi(II) dan ion karbonat

ü  Ion besi(III) dan ion karbonat

Ion heksaaquobesi(III) cukup asam untuk bereaksi dengan ion karbonat yang bersifat basa lemah. Jika menambahkan larutan natrium karbonat ke larutan yang mengandung ion heksaaquobesi(III), dengan pasti akan memperoleh endapan seperti jika menambahkan larutan natrium hidroksida atau larutan amonia.
Ion karbonat yang menghilangkan ion hidrogen dari ion heksaaquo dan menghasilkan kompleks netral. Berdasarkan pada perbandingan ion karbonat dengan ion heksaaquo, akan memperoleh ion hidrogen karbonat maupun gas karbon dioksida dari reaksi antara ion hidrogen dengan ion karbonat. Persamaan reaksi menunjukkan pembentukan karbon dioksida.

Selain karbon dioksida, tidak terdapat sesuatu yang baru pada reaksi ini:

  • Pengujian untuk ion besi(III) dengan ion tiosianat

Pengujian ini merupakan tes yang sangat sensitif untuk ion besi(III) dalam larutan. Jika menambahkan ion tiosianat, SCN, (larutan natrium atau kalium atau amonium tiosianat) ke dalam larutan yang mengandung ion besi(II), akan diperoleh larutan berwarna merah darah kuat yang mengandung ion [Fe(SCN)(H2O)5]2+.

  1. 2.                  Rutenium

Unsur yang tergolong logam transisi; berwarna putih, keras, berda dalm bentuk empat kristal, baru bereaksi pada udara dengan suhu 800. Tahan terhadap asam maupun aqua regia (tetapi bila ditambahkan kalium klorat, logam ini teroksidasi dengan disertai letupan), tidak tahan terhadap halogen dan basa kuat. Dialam ditemukan bersama unsur transisi terutama bersama platina, unsur ruthenium diperoleh melalui proses kimia yang cukup rumit; pada tahap akhir melibatkan reduksi terhadap ammonium ruthenium klorida oleh H2 yang menghasilkan serbuk logam Rutenium (Mulyono, 2005).

2.1       Sejarah

            Pada tahun 1827, Berzelius dan Osann menguji residu yang tersisa setelah melarutkan platina kasar dari pegunungan Ural dalam aqua regia. Bila Berzelius tidak menemukan logam-logam yang tidak lazim, sementara Osann menduga bahwa ia telah menemukan tiga logam baru, yang salah-satunya  ia namakan rutenium. Pada tahun 1844, Klaus dikenal oleh khalayak sebagai penemu rutenium dan menunjukkan bahwa rutenium oksida yang didapat Osann sangat tidak murni dan mengandung logam baru. Klaus mendapatkan 6 gram rutenium dari residu  pelarutan platina kasar yang tidak larut dalam auqa regia (http//Chem_is-try.org/rutenium).

2.2       Kelimpahan

            Sebagai anggota dari grup platina, rutenium terdapat di alam dengan anggota grup platina yang lain dalam bijih yang berasal dari pegunungan Ural, dan di Amerika Utara dan Amerika Selatan. Rutenium juga ditemukan bersama logam grup platina dalam jumlah sedikit tapi dihasilkan secara komersial dalam mineral pentlandit (mineral besi-nikel sulfida, (Fe,Ni)9S8) di daerah Sudbury, kawasan penambangan nikel Ontario, dan dalam mineral piroksinit di Afrika Selatan (Http//www.Chem_is_try.org/rutenium).

            Rutenium diisolasi besar-besaran dengan proses kimiawi yang rumit, dengan tahap akhirnya adalah reduksi ammonium rutenium klorida dengan hidrogen, yang menghasilkan bubuk rutenium.  Bubuk ini disatukan dengan tekhnik metalurgi bubuk atau dengan pengelasan busur argon (Http//www.Chem_is_try.org/rutenium).

2.3       Sifat Fisika

Adapun sifat fisika dari rutenium adalah sebagai berikut (http://www.lenntech.com/rutenium) :

 

2.4      Sifat Kimia

            Adapun sifat kimia dari ruthenium adalah sebagai berikut (http://www.lenntech.com/rutenium) :

 

2.5       Isotop

96Ru [52 neutrons]
Kelimpahan : 5.52%
Stabil dengan 52 neutrons
97Ru [53 neutrons]
 Kelimpahan : sintetik
98Ru [54 neutrons]
 Kelimpahan: 1.88%
 Stabil dengan 54 neutrons
99Ru [55 neutrons]
 Kelimpahan : 12.7%
 Stabil dengan 55 neutrons
100Ru [56 neutrons]
 Kelimpahan : 12.6%
 Stabil dengan 56 neutrons
101Ru [57 neutrons]
 Kelimpahan : 17.0%
 Stabil dengan 57 neutrons
102Ru [58 neutrons]
 Kelimpahan : 31.6%
 Stabil dengan 58 neutrons
103Ru [59 neutrons]
 Kelimpahan : sintetik
Waktu paruh : 39.26 hari [ beta ]
 Waktu paruh : 39.26 hari [ radiasi sinar gamma ]
104Ru [60 neutrons]
 Kelimpahan : 18.7%
 Stabil dengan 60 neutrons
106Ru [62 neutrons]
 Kelimpahan : sintetik
 Waktu paruh : 373.59 hari [ beta ]

 

2.6       Persenyawaan dan Kegunaan

  • Logam ini merupakan pengeras platina dan paladium yang paling efektif, dan membentuk alloy dengan platina atau paladium untuk menghasilkan sifat hambatan listrik yang luar biasa. Alloy rutenium-molibdenum dilaporkan bersifat superkonduktif pada suhu 10.6K.  Ketahanan korosi pada titanium dapat diperbaiki seratus kali lipat dengan penambahan 0.1% rutenium. Rutenium juga merupakan katalis yang serba guna (Http//www.chem_is_try.org/rutenium).
  • [(NH3)5Ru-O-Ru(NH3)4-O-Ru(NH3)5]6+ (Rutenium Merah)

Suatu noda yang dihasilkan untuk meramalkan selaput polianionik

2.7       Ikatan

  • Ionik (Effendy,2008)

Contoh : RuO2                                

  • Kovalen koordinasi

Contoh :

ü  [Ru(CO)5], [Ru(NH3)5(NO2)]+, [Ru(NH3)5(ONO)]+,

ü  Rutenium merupakan salah satu senyawa kompleks yang berisomer fac-, mer-, seperti [Ru(H2O)3Cl3]

                   fac-triaquatriklororutenium(III)        mer-triaquatriklororutenium(III)

Pada isomer  fac- tiga ligan yang sama terletak pada segitiga sama sisi yang merupakan salah satu muka octahedral, sedangkan pada isomer mer- tiga ligan yang sama terletak pada segitiga sama kaki (Effendy, 2007).

2.8       Reaksi-reaksi rutenium

  • Reaksi dengan udara

Ru(s) + O2(g)RuO2(s)

  • Reaksi dengan halogen

Rutenium bereaksi dengan fluorin berlebih untuk membentuk ruthenium(IV) fluorida:

Ru(s) + 3F2(g)RuF6(s)

  1. 3.                  Osmium

            Unsur yang tergolong logam transisi, berwarna putih kebiruan, mengkilap, sangat keras (tetapi rapuh dalam suhu tinggi), tahan terhadap udara tetapi dalam keadaan serbuk bereaksi lambat dengan membentuk OsO4 (bersifat sangat racun; titik didih 130 . Dialam ditemukan didalam mineral iridosmine dan didalam mineral lain bersama platina. Osmium alam merupakan campuran dari 7 isotop stabilnya (dikenal ada 20 isotop osmium). Logam ini umumnya digunakan sebagai komponen paduan logam (bersifat sangat keras) untuk mata pena, sumbu mesin, jarum piringan, dan kontak listrik (Mulyono, 2005).

3.1       Sejarah

            Ditemukan pada tahun 1803 oleh Tennant dalam residu yang tersisa ketika platinum mentah dilarutkan ke aqua regia (http//www.chem_is_try.org/osmium).

3.2       Kelimpahan

            Osmium terdapat dalam  mineral iridosule  dan dalam pasir sungai yang menghasilkan platinum di daerah Ural, Amerika Utara dan Amerika Selatan. Juga ditemukan dalam bijih mineral yang mengandung nikel di Sudbury, daerah Ontariobersama dengan logam grup platinum lainnya. Meski kadarnya dalam bijih-bijih tersebut sangat kecil, namun karena adanya penambangan bijih nikel berton-ton, memungkinkan perolehan osmium sebagai hasil samping (http//www.chem_is_try.org/osmium).

3.3              Sifat Fisika

Adapun sifat-sifat fisika pada osmium ini adalah (http//www.enviromentalchemistry. com/osmium) :

 

3.4              Sifat Kimia

Adapun sifat-sifat kimia pada osmium ini adalah (Http//www.enviromentalchemistry. com/osmium) :

  • Konfigurasi elektron:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s 2 5p6 5d6 6s2

  • Jari-jari ion                              : 0,63 Å
  • Bilangan Oksidasi                   : 2,3, 4, 6,8
  • Massa Jenis                             : 22.6 g/cm3
  • Konduktivitas Listrik              : 12.3 x 106 ohm-1cm-1
  • Elektronegativitas                   : 2.2 (Skala pauling)
  • Potensial Ionisasi                    : 8.7 V
  • Jari-jari atom                           : 1,92 Å
  • Volume Atom                         : 8.49cm 3 / mol
  • Energi ionisasi pertama           : 840 kJ/mol
  • Energi ionisasi ke-2                 : 1600 kJ/mol

 

3.5       Isotop

184Os [108 neutrons]
Kelimpahan : 0.02%
Waktu paruh : 5.6 x 1013 tahun
185Os [109 neutrons]
 Kelimpahan : sintetik
 Waktu paruh : 93.6 hari
186Os [110 neutrons]
 Kelimpahan : 1.58%
 Waktu paruh : 2.0 x 1015 tahun
187Os [111 neutrons]
 Kelimpahan : 1.6%
Stabil dengan 111 neutrons
188Os [112 neutrons]
 Kelimpahan : 13.3%
 Stabil dengan 112 neutrons
189Os [113 neutrons]
 Kelimpahan : 16.1%
 Stabil dengan 113 neutrons
190Os [114 neutrons]
 Kelimpahan : 24.6%
 Stabil dengan 114 neutrons
191Os [115 neutrons]
 Kelimpahan : sintetik
Waktu paruh : 15.4 days [ beta ]
192Os [116 neutrons]
 Kelimpahan : 41.0%
 Stabil dengan 116 neutrons
193Os [117 neutrons]
 Kelimpahan : sintetik
 Waktu paruh : 30.11 hari [ beta ]
194Os [118 neutrons]
 Kelimpahan : sintetik
 Waktu paruh : 6 tahun [ beta ]

3.6              Persenyawaan dan Kegunaan

  • Senyawa osmium tetroksida telah digunakan untuk mendeteksi sidik jari dan untuk mewarnai jaringan lemak untuk slide mikroskop. Logam ini hampir selalu digunakan untuk menghasilkan alloy yang sangat keras dengan logam grup platinum lainnya untuk mata pulpen, jarum fonograf, dan kontak listrik (http//Chem_is_try.org/osmium).
  • Osmiridium (IrOs)

Suatu campuran logam osmium dan iridium, digunakan membuat peralatan yang berhubungan dengan  pembedahan.

3.7       Ikatan

  • Ionik (Effendy, 2008)

Contoh : OsO2                                 

  • Kovalen koordinasi

Contoh : [Os(CO)5]

3.8       Reaksi-reaksi Osmium

  • Reaksi dengan air

Osmium tidak dapat bereaksi dengan air di bawah kondisi normal

  • Reaksi dengan udara

Os(s) + 2O2(g)OsO4(s)

  • Reaksi dengan halogen

Osmium bereaksi dengan fluorin berlebih pada suhu 600°C pada tekanan 400 atm untuk membentuk osmium(VII) fluoride

2Os(s) + 7F2(g)2OsF7(s)

                  Pada kondisi dibawahnya terbentuk heksafluorida (OsF6) :

                  Os(s) + 3F2(g)OsF6(s)

Osmium bereaksi dengan klorin dan bromin dengan pemanasan di bawah tekanan pada pembentukan tetrahalida osmium(IV) klorida atau osmium(IV) bromida :

Os(s) + 2Cl2(g)OsCl4(s)

Os(s) + 2Br2(g)OsBr4(s)

4.        Hasium

4.1      Sejarah

            Ditemukan oleh Peter Ambruster, Gottfried Muzenber dan kawan-kawan di GSI Darmstadt, Jerman pada tahun 1984 (http//www.chem_is_try.org/hasium).

4.2       Keterangan lain

            Adapun keterangan lain dari unsur ini adalah (http//www. extremetracking.com/Hasium):

4.3      Isotop
270Hs [162 neutrons]
Kelimpahan : sintetik
Waktu paruh : 22 detik

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

  • Beberapa sifat unsur-unsur transisi golongan 8

Karakteristika

26 Fe

44Ru

76Os

Kelimpahan/ppm

(dalam kerak bumi)

62000

0,0001

0,005

Densitas/ g cm-3 (20°C)

7,874

12,41

22,57

Titik Leleh / °C

1535

2282

3045

Titik Didih /°C

2750

4050

5025

Jari-jari atomic / pm

(bilangan koordinasi 12)

126

134

135

Jari-jari ionic / pm

(bilangan koordinasi 6; *=bilangan koordinasi 4)

25*-Fe6+

58,5-Fe4+

55-Fe3+ (ls)

64,5-Fe3+ (hs)

61-Fe2+ (ls)

78-Fe2+ (hs)

36*-Ru8+

38*-Ru7+

56,5-Ru5+

62-Ru4+

68-Ru3+

39*-Os8+

52,5-Os7+

54,5-Os6+

57,5-Os5+

63-Os4+

Konfigurasi Elektron

[18Ar]3d64s2

[36Kr]4d75s1

[54Xe]4f145d66s2

Elektronegatifitas

1,8

2,2

2,2

  • Kecenderungan Golongan 8

Besi lebih reaktif daripada kedua logam anggota golongan 8 lainnya, ataupun golongan triad-triad lainnya. Misalnya, besi bereaksi dengan asam nonoksidator maupun asam oksidator. Ruthenium dan osmium tidak terpengaruh oleh asam-asam nonoksidator, tetapi umumnya reaktif terhadap bahan-bahan pengoksidasi, mosalnya dengan asam nitrat pekat menghasilkan OsO4. Kedua logam ini larut dalam lelehan alkali dengan adanya udara atau lebih baik oksidator fluks seperti Na2O2 atau KClO3 dan menghasilkan rutenat-[RuO4]2- dan osmat-[OsO2(OH)4]2-. Tingkat oksidasi yang paling umum untuk besi adalah +2 dan +3, ruthenium +3, dan osmium +4. Tingkat oksidasi tertinggi yang dikenal untuk besi adalah +6 yaitu dalam [FeO4]2-, namun spesies ini sangat mudah tereduksi. Sebaliknya, Ru dan Os dikenal dengan tingkat oksidasi +8, dan Ru(VIII) kurang stabil dibandingkan dengan Os(VIII).

DAFTAR PUSTAKA

Cotton dan Wilkison. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta : UI-Press

Effendy. 2007. Perspektif Baru Kimia Koordinasi Jilid I. Malang : Bayumedia Publishing

Effendy. 2008. Ikatan Ionik dan Cacat-cacat Pada Kristal Ionik. Malang : Bayumedia Publishing

Http//www.chem_is_try.org/hasium tanggal akses 15 mei 2010

Http//www.chem_is_try.org/osmium tanggal akses 15 mei 2010

Http//www.chem_is_try.org/ruthenium tanggal akses 15 mei 2010

Http// www.enviromentalchemistry/osmium tanggal akses 16 mei 2010

Http//www. extremetracking.com/Hasium tanggal akses 16 mei 2010

Http//www.lenntech.com/ruthenium tanggal akses 16 mei 2010

Mulyono. 2005. Kamus Kimia. Jakarta : Bumi aksara

Sugiarto dan Suyanti. 2010. Kimia Anorganik Logam. Yogyakarta : Graha Ilmu

 

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