Makalah Fe

(1)

BAB I PENDAHULUAN

A

A.. La

Latar

tar Be

Bela

lakan

kang

g

Besi mempunyai simbol Fe dan nomor atom 26. Besi merupakan logam

transisi yang berada pada golongan VIII B dan periode 4. Besi adalah logam

pa

palin

ling

g mel

melimp

impah

ah no

nomo

mor

r du

dua

a set

setela

elah

h alu

alumu

muniu

nium.

m. Be

Besi

si ad

adala

alah

h log

logam

am yan

yang

g

dihasilkan dari bijih besi, dan jarang dijumpai dalam keadaan unsur bebas.

Be

Besi

si ad

adala

alah

h log

logam

am ya

yang

ng be

beras

rasal

al da

dari

ri bij

bijih

ih be

besi

si (ta

(tamba

mbang

ng)

) ya

yang

ng ba

bany

nyak

ak

digu

digunak

nakan

an untu

untuk

k kehi

kehidup

dupan

an manu

manusia

sia seh

seharih

arihari.

ari. Besi

Besi juga

juga memp

mempuny

unyai

ai nila

nilaii

ek

ekon

onomi

omis

s yan

yang

g tin

tingg

ggi.

i. Be

Besi

si ad

adala

alah

h log

logam

am ya

yang

ng pa

palin

ling

g ba

bany

nyak

ak da

dan

n pa

palin

ling

g

beragam penggunaannya. !al itu karena beberapa hal, diantaranya"

#.

#. $eli

$elimpa

mpahan b

han besi d

esi di kul

i kulit bu

it bumi %u

mi %ukup

kup besa

besar

r

2. 2. &en

&engola

golahan

hannya r

nya relat

elati' mud

i' mudah da

ah dan mura

n murah, d

h, dan

an

.

. Besi

Besi mempuny

mempunyai si'a

ai si'atsi'at

tsi'at yang

yang menguntu

menguntungkan

ngkan dan

dan mudah

mudah dimodi'ika

dimodi'ikasi.

si.

B. B. Pe

Perum

rumusa

usan Masa

n Masala

lah

h

Berdasarkan latar belakang di atas maka rumusan masalah dalam penulisan

makalah ini adalah sebagai berikut"

#.

#. Bag

Bagaima

aimanaka

nakah keb

h keberad

eradaan lo

aan logam tr

gam trans

ansisi Fe di a

isi Fe di alam

lam

2. 2. Bag

Bagaima

aimana si'

na si'at 'isi

at 'isika da

ka dan kimi

n kimia dari lo

a dari logam t

gam trans

ransisi Fe

isi Fe

.

. Bag

Bagaima

aimana %a

na %ara pe

ra pembu

mbuatan

atan loga

logam tran

m transisi F

sisi Fe

e

4. 4. *pa

*pa saja

saja kegu

kegunaa

naan lo

n logam

gam tran

transisi

sisi Fe

Fe

+.

+. Bag

Bagaima

aimana p

na perse

ersenya

nyaaan

aan loga

logam tra

m transis

nsisi Fe

i Fe

6. 6. Bag

Bagaima

aimana %ar

na %ara meng

a mengiden

identi'ik

ti'ikasi log

asi logam tran

am transisi Fe

sisi Fe



-.

-. *pa saj

*pa saja dampa

a dampak nega

k negati' loga

ti' logam transi

m transisi Fe terh

si Fe terhadap li

adap lingku

ngkunga

ngan

n

C. C. T

Tu

uju

juan

an

esuai dengan latar belakang dan rumusan masalah di atas maka tujuan

penulisan makalah adalah sebagai berikut"

(2)

#. /ntuk memenuhi tugas $imia *norganik

2. /ntuk mengetahui keberadaan logam transisi Fe di alam

. /ntuk mengetahui si'at 'isika dan kimia dari logam transisi Fe

4. /ntuk mengetahui %ara pembuatan logam transisi Fe

+. /ntuk mengetahui kegunaan logam transisi Fe

6. /ntuk mengetahui persenyaaan logam transisi Fe

-. /ntuk mengetahui %ara mengidenti'ikasi logam transisi Fe

0. /ntuk mengetahui dampak negati' logam transisi Fe terhadap lingkungan

BAB II ISI

A. Keberaaan l!gam "e

Besi merupakan unsur yang ditemukan berlimpah di alam. 1uga ditemukan

dalam matahari dan bintang lainnya dalam jumlah yang seadanya. Inti bumi

diyakini mayoritas unsur penyusunnya adalah besi dan nikel. Besi juga diketahui

sebagai unsur yang paling banyak membentuk bumi, yaitu kirakira 4,-  + 

pada kerak bumi.

$ebanyakan besi terdapat dalam batuan dan tanah sebagai oksida besi,

seperti oksida besi magnetit (Fe34) mengandung besi 6+ , hematite (Fe23)

(3)

mengandung 6 5 -+  besi, limonet (Fe23 . !23) mengandung besi 2 

dan siderit (Fe23). 7alam kehidupan, besi merupakan logam paling biasa

digunakan dari pada logamlogam yang lain. !al ini disebabkan karena harga

yang murah dan kekuatannya yang baik serta penggunaannya yang luas. Bijih

besi yang umum adalah hematit, yang sering terlihat sebagai pasir hitam

sepanjang pantai dan muara aliran.

Besi merupakan %ampuran dari 4 isotop stabil yaitu +4Fe, +6Fe, +-Fe and

+0Fe. $elimpahan semua isotopisotop Fe di alam adalah +4Fe (+.0), +6Fe

(8#.-), +-Fe (2.2) dan +0Fe (.). 6Fe adalah radioakti' yang mempunyai

aktu paruh yang panjang (#.+ juta tahun). *da pula sepuluh isotop lainnya yang

tidak stabil.

B. S#$at $#s#ka an k#m#a l!gam "e

•

i'at Fisika

#. &ada suhu kamar berujud padat, mengkilap dan berarna keabu

abuan.

2. 9erupakan logam 'eromagnetik karena memiliki empat elektron tidak

berpasangan pada orbitan d.

. 9erupakan penghantar panas yang baik.

4. $ation logam besi berarna hijau (Fe

2:

_{) dan jingga (Fe}

:

_{). !al ini}

disebabkan oleh adanya elektron tidak berpasangan dan tingkat energi

orbital tidak berbeda jauh. *kibatnya, elektron mudah tereksitasi ke

tingkat energi lebih tinggi menimbulkan arna tertentu.

+. Besi bersi'at keras dan kuat.

6. i'atsi'at besi yang lain

;omor *tom

26 ;omor 9assa

+-9assa *tom

++,0+ g<mol

$epadatan

-,0 g<%m



_{pada 2}

=

>itik ?ebur

_{#+6 =}

>itik 7idih

206# =

Isotop

0

(4)

@nergi Ionisasi $edua

_{#++6,+ k1<mol}

@nergi Ionisasi $etiga

28+# k1<mol

•

i'at $imia

#. /nsur besi bersi'at elektropositi' yaitu mudah melepaskan elektron. $arena

si'at inilah bilangan oksidasi besi bertanda positi'.

2. Besi dapat memiliki biloks 2, , 4 dan 6. !al ini disebabkan karena

perbedaan energi elekktron pada subkulit 4s dan d %ukup ke%il, sehingga

elektron pada subkulit d juga terlepas ketika terjadi ionisasi selain elektron

pada subkulit 4s.

. Besi memiliki bentuk allotroik 'erit yaitu al'a, beta, gamma dan omega

dengan suhu transisi -

o

_{, 820}

o

_{, dan #+}

o

_{. Bentuk al'a bersi'at}

magnetik, tapi ketika berubah menjadi beta, si'at magnetnya menghilang

meski pola geometris molekul tidak berubah.

4. 9udah bereaksi dengan unsurunsur non logam seperti sul'ur, 'os'or, boron,

karbon dan silikon.

+. ?arut dalam asamasam mineral en%er.

?ogam besi : ?arutan asam klorida menghasilkan gas hydrogen

(5)

6. 3ksidanya bersi'at am'oter yaitu oksida yang menunjukkan si'atsi'at asam

sekaligus basa.

-. ?ogam murni besi sangat reakti' se%ara kimiai dan mudah terkorosi,

khususnya di udara yang lembab atau ketika terdapat peningkatan suhu.

C. Pembuatan

Proses Pengolahan Besi

Ferrum atau besi dapat diperoleh dengan %ara mengekstrasi bijihnya dalam

tanur hembus atau tanur tinggi. Bahan baku yang diperlukan dimasukkan dalam

tanur tinggi yaitu bijih besi, karbon, dan batu kapur (a3). &roses tanur

hembus adalah reduksi bijih besi dengan karbonmonoksida yang dihasilkan dari

kokas dan udara yang dihembuskan dari dasar tanur.



(s)

: 3

2(g)

 3

2(g)

" C! D 84 k1 mo#

#

Eeaksi ini sangat eksoterm (menghasilkan panas), akibatnya panas yang

dibebaskan akan menaikkan suhu bagian baah tanur sampai men%apai #.8

o

.

elanjutnya 3

2

yang terbentuk bereaksi dengan karbon yang berlebih

membentuk 3.

3

2(g)

: 

(s)

 23

(g)

" C! D :#-2 k1 mo#

#

Eeaksi kali ini berjalan endoterm (memerlukan panas) sehingga suhu tanur

pada bagian itu menjadi sekitar #.

o

.

as 3 yang terbentuk dan kokas yang ada siap mereduksi bijih besi

(Fe

2

3



). Eeuksi ini dapat berlangsung dalam beberapa tahap, yaitu"

#. &ada bagian atas tanur, Fe

2

3



direduksi menjadi Fe



3

4

pada suhu +

o

.

(6)

2. &ada bagian yang lebih rendah, Fe

34 yang terbentuk akan direduksi

menjadi Fe3 pada suhu 0+

o

.

Fe34(s) : 3(g)

  Fe3(s) : 32(g)

. &ada bagian yang lebih baah lagi, Fe3 yang terbentuk akan direduksi

menjadi logam besi pada suhu #.

o

.

Fe3(s)

: 3(g)

 Fe(l) : 32(g)

Eeaksireaksi tersebut dapat ditulis seperti berikut.

Fe23(s) : 3(g)

⇌

_{2Fe(s) : 32(g) (reaksi kesetimbangan)}

Besi %air yang terbentuk akan mengalir ke baah dan mengalir di dasar

tanur. ementara itu, di bagian tengah tanur yang bersuhu tinggi menyebabkan

batu kapur terurai menurut reaksi"

a3(s)

 a3(s) : 32(g)

$emudian di dasar tanur a3 akan bereaksi dengan pengotor dan

membentuk terak (slag) yang berupa %airan kental. Eeaksinya sebagai berikut"

a3(s) : i32(s)

 ai3(l)

 a3(s) : &23+(g)

 a(&34)2(l)

a3(s) : *l23(g)

 a(*l32)2(l)

elanjutnya, besi %air turun ke dasar tanur sedangkan terak (slag) yang

memiliki massa jenis lebih rendah daripaba besi %air akan mengapung di

permukaan dan keluar pada saluran tersendiri.

D. Kegunaan

Kegunaan Besi dalam kehidupan sehari-hari

#. Bahan baku pembuatan besi baja dan kabel < kaat baja

Bijih besi murni yang dileburkan dan langsung di%etak tanpa %ampuran

berbagai ma%am unsur lainnya akan membentuk besi baja. Besi baja dinilai

memiliki kekuatan yang dangat baik dan sering digunakan sebagai penopang

(7)

konstruksi 5 konstruksi dari proyek 5 proyek bangunan. Berikut ini adalah

beberapa man'aat dari besi baja "

•

ebagai penopang konstruksi baah tanah

•

ebagai rangka dari pembuatan gedung bertingkat

•

ebagai struktur konstruksi jembatan

•

$aat dan tali baja dapat digunakan sebagai alat pengangkut pada

%rane, dan alat 7erek

•

7igunakan sebagai beberapa spare part kendaraan, seperti roda,

bodi dan bagian lainnya, terutama pada kendaraan berat dan spe%ial.

2. ebagai bahan dasar pembuatan tiang 5 tiang rambu lalu lintas dan ?&1

( lampu penerangan jalan )

Bjih besi yang dilebur dapat di%ampur dengan unsur lain, seperti jenis

alumunium untuk membuat tiang 5 tiang lampu jalanan dan rambu lalu yang

kuat, namun ringan. elain itu %ampuran ini juga dinilai ekonomis dan mudah

dalam peraatan, serta memiliki ketahan terhadap korosi atau karat yang %ukup

bagus.

.

ebagai bahan pembuatan besi tuang

Besi tuang merupakan salah satu jenis logam 'erro. ?ogam 'erro merupakan

jenis logam yang dibuat dengan %ampuran antara besi dan karbon. !asil

%ampuran ini akan men%iptakan logam yang sangat kuat dan tahan lama.

Biasanya jenis besi tuang ini diaplikaskan dan diman'aatkan untuk "

•

*las mesin

•

9eja perata

•

Blok silinder pada mesin kendaraan dan mesin konstruksi

•

in%in torak

4. Besi tempa

Beberapa bijih besi akan di%etak dengan ukuran 5 ukran tertentu dan dibuat

menjadi lembaran lembaran. !al ini diperuntukkan untuk keperluan besi tempa.

Besi tempa merupakan jenis besi yang mengandung 88 bijih besi, yang akan

(8)

dibuat menjadi suatu barang. Berikut ini adalah beberapa aplikasi dari besi

tempa "

•

ebagai bahan senjata, seperti keris dan pedang

•

ebagai plat penambal lubang atau kebo%oran pada konstruksi besi

•

ebagai peyambung konstruksi besi (dengan %ara di las)

•

/ntuk pembuatan bra%ket 5 bra%ket atau dudukan

+.

&embuatan baja lunak

Berbeda dengan besi baja murni yang sangat kuat, terutama untuk

pembuatan proyek konstruksi, baja lunak merupakan %ampuran antara bijih besi

dengan karbon, dengan kandungan %ampuran karbon sebanyak .# 5 ..

biasanya jenis baja ini dapat ditempa, dan mudah dipotong dengan

menggunakan gergaji tangan. Berikut ini beberapa peman'aatan dari baja lunak "

•

&embuatan mur, sekrup, dan baut

•

&embuatan perkakas, seperti obeng dan sema%amnya

•

&embuatan pipa 5 pia non pralon

6. Baja sedang

9erupakan jenis baja yang lebih keras dan kuat dibandingkan baja lunak.

Baja sedang memiliki kandungan %ampuran besi dan karbon, dengan kadar

karbon sebanyak .4 5 .6. Baja sedang ini sering diman'aatkan sebagai alas

dan poros dari peralatn berat. berikut ini beberapa man'aat dari baja sedang "

•

*s roda dari alat berat dan beberapa truk besar

•

9embuat rel kereta

•

*lat tempa

-.

Baja dengan %ampuran karbon yang tinggi dan tambahan %ampuran lainnya

Bijih besi yang dibuat menjadi baja jenis ini biasanya memiliki kandungan

%ampuran karbon sebanyak .- 5 #.+  dan juga biasanya sering ditambahkan

%ampuran unsur lain, seperti nikel, kobalt, dan krom. Baja jenis ini memiliki

(9)

kualitas yang baik dari segi kekuatan dan ketahanan dan biasanya anti karat.

Berikut ini adalah beberapa peman'aatan dari baja jenis ini "

•

Bahan dasar pembuatan perkakas berat, seperti gergaji, pahat, stempel.

•

&embuatan mesin bubut dan peralatan untuk melakukan bubut, seperti

bor dan gerinda

•

&embuatan peralatan dan spare part dari mesin 5 mesin besar.

0. ebagai aksesoris dan peralatan rumah tangga

elain dapat diman'aatkan sebagai bahan dasar pembuatan peralatan

konstrukis, bijih besi juga dapat diman'aatkan sebagai aksesoris dan peralatan

rumah tangga. Banyak aksesoris dan peralatan rumah tangga yang dapat dibuat

dengan menggunakan bijih besi, yang tentunya di%ampur dengan unsur lain,

seperti nikel, krom, tembaga dan lainnya. Berikut ini aksesoris yang memiliki

bahan dasar besi "

•

elang, kalung dan %in%in

•

agang ka%amata

•

&embuatan kun%i rumah

•

&eraltan dapur

8. ebagai bahan pembuatan rangka kendaraan

Bijih besi yang sudah menjadi besi juga dapat menjadi bahan baku

pembuatan rangka kendaraan, seperti sepeda, motor dan mobil. 7engan

menggunakan rangka dari bahan besi, kualitas kendaraan akan menjadi lebih

baik, dan kuat, namun mudah mengalmi korosi alias karat, sehingga harus

diraat dengan tepat.

(10)

E. Sen%a&a

Besi memiliki dua jenis bilangan oksidasi, yaitu Fe

2:

(ion 'ero) dan Fe

:

(ion

'eri). $ation besi ini mmudah berikatan dengan anion, seperti 3

42

dan l

Berikut %ontoh senyaa yang mengandung unsur besi beserta kegunaanya.

a. Besi (II) Sulfat (FeSO

4

)

7igunakan sebagai sumber mineral besi untuk terapi de'isiensi atau kekurangan

Gat besi.nyaa Fe3

4

teknis (kurang murni) digunakan untuk membuat tinta

bubuk.

b. Besi (III) Sulfat

enyaa besi (III) sul'at ini digunakan dalam pearnaan tekstil dan pengetsaan

aluminium.

c. Besi (II) Oksida (FeO)

enyaa besi (II) oksida ini dikenal juga sebagai meni besi atau oker yang

digunakan sebagai pearna tegel atau ubin.

Besi di alam terdapat dalam bentuk senyaa, %ontohnya "



9ineral !ematite (Fe

2

3



)



9agnetit (Fe

2

3

4

)



&irit (Fe

2

)



iderite (Fe3



)



?imonit (2Fe

2

3



.!

2

3)

". Ient#$#kas#

&ereaksi

Fe

2:

Fe

:

;a3!

&utih Fe(3!)

2

oklat merah Fe(3!)



: berlebih

tidak larut

;!43!

_{&utih Fe(3!)}

2

oklat merah Fe(3!)



(11)

endapan

(;!4)2s

_{!itam Fe}

_{!itam Fe}

2





!l

_?arut

$;

oklat

kekuningan

oklat kemerahan

Fe(;)



:berlebih

_?arut

_$uning

'. Dam(ak negat#$ terhaa( l#ngkungan

•

$orosi

alah satu kelemahan besi adalah mudah mengalami korosi. $orosi

menimbulkan banyak kerugian karena mengurangi umur pakai berbagai barang

atau bangunan yang menggunakan besi atau baja. ebenarnya korosi dapat

di%egah dengan mengubah besi menjadi baja tahan karat (stainless steel), akan

tetapi proses ini terlalu mahal untuk kebanyakan penggunaan besi.

$orosi besi memerlukan oksigen dan air. Berbagai jenis logam %ontohnya

Hink dan 9agnesium dapat melindungi besi dari korosi. ara%ara pen%egahan

korosi besi yang akan dibahas berikut ini didasarkan pada dua si'at tersebut.

#.

&enge%atan.

1embatan, pagar, dan railing biasanya di%at. at menghindarkan kontak

dengan udara dan air. at yang mengandung timbel dan Gink (seng) akan

lebih baik, karena keduanya melindungi besi terhadap korosi.

2. &elumuran dengan 3li atau emuk.

ara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin. 3li dan gemuk

men%egah kontak dengan air.

.

&embalutan dengan &lastik.

Berbagai ma%am barang, misalnya rak piring dan keranjang sepeda

dibalut dengan plastik. &lastik men%egah kontak dengan udara dan air.

4. >in &lating (pelapisan dengan timah).

$alengkaleng kemasan terbuat dari besi yang dilapisi dengan timah.

&elapisan dilakukan se%ara elektrolisis, yang disebut tin plating. >imah

tergolong logam yang tahan karat. *kan tetapi, lapisan timah hanya

melindungi besi selama lapisan itu utuh (tanpa %a%at). *pabila lapisan timah

ada

yang

rusak,

misalnya

tergores,

maka

timah

justru

mendorong<memper%epat korosi besi. !al itu terjadi karena potensial reduksi

besi lebih negati' daripada timah. 3leh karena itu, besi yang dilapisi dengan

(12)

timah akan membentuk suatu sel elektrokimia dengan besi sebagai anode.

7engan demikian, timah mendorong korosi besi. *kan tetapi hal ini justru

yang diharapkan, sehingga kalengkaleng bekas %epat han%ur.

+.

alanisasi (pelapisan dengan Hink).

&ipa besi, tiang telepon dan berbagai barang lain dilapisi dengan Gink.

Berbeda dengan timah, Gink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun

lapisannya tidak utuh. !al ini terjadi karena suatu mekanisme yang disebut

perlindungan katode. 3leh karena potensial reduksi besi lebih positi'

daripada Gink, maka besi yang kontak dengan Gink akan membentuk sel

elektrokimia dengan besi sebagai katode. 7engan demikian besi terlindungi

dan Gink yang mengalami oksidasi (berkarat). Badan mobilmobil baru pada

umumnya telah digalanisasi, sehingga tahan karat.

6. romium &lating (pelapisan dengan kromium).

Besi atau baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi

lapisan pelindung yang mengkilap, misalnya untuk bumper mobil. romium

plating juga dilakukan dengan elektrolisis. ama seperti Gink, kromium dapat

memberi perlindungan sekalipun lapisan kromium itu ada yang rusak.

-.

a%ri'i%ial &rote%tion (pengorbanan anode).

9agnesium adalah logam yang jauh lebih akti' (berarti lebih mudah

berkarat) daripada besi. 1ika logam magnesium dikontakkan dengan besi,

maka magnesium itu akan berkarat tetapi besi tidak. ara ini digunakan

untuk melindungi pipa baja yang ditanam dalam tanah atau badan kapal laut.

e%ara periodik, batang magnesium harus diganti.

•

&ada pengolahan logam besi, jika limbahnya dibuang ke sungai dapat

menyebabkan pertumbuhan 'itoplankton yang tidak terkendali. !al ini

menyebabkan penurunan kadar oksigen dalam air sehingga akan

mengganggu pertumbuhan ikan dan hean air lainnya

•

7alam bentuk senyaa kompleks Jk

4Fe(;)6.!23K, unsur ini bersi'at

ra%un bagi tumbuhan.

•

$ontaminasi dengan besi se%ara berlebihan dapat menyebabkan

kera%unan.

•

$ontaminasi dengan besi berkarat dapat membahayakan tubuh,

(13)

BAB III PENUTUP

A. Kes#m(ulan

Besi adalah logam transisi yang paling banyak dipakai karena relati'

melimpah di alam dan mudah di olah. Besi murni tidak begitu kuat, tetapi bila

di%ampur dengan logam lain dan karbon didapat baja yang sangat keras. Biji

besi biasana mengandung hematite (Fe

2

3



) yang dikotori oleh pasir i3

2 sekitar

#  serta sedikit senyaa sul'ur, 'os'or, aluminium, dan mangan.

(14)

DA"TA) PUSTAKA

https"<<.a%ademia.edu<4#8-<laporanLlengkapLkation

http"<<.amaGine.%o<202+4<besi'e'aktasi'atkegunaane'ekkesehatannya<

http"<<bk#+a.blogspot.%om<2#2<0<makalahbesi.html

http"<<blogibnuseru.blogspot.%om<2##<#2<besisejarah%iridansi'atman'aat.html

http"<<dinda%han.blogspot.%om<2#<##<man'aatdampakdanproses

pembuatan.html

http"<<iirdamayenti.blogspot.%om<2#<<makalahman'aatdandampakunsur

unsur.html

http"<<perpustakaan%yber.blogspot.%om<2#<0<kelimpahanpembuatankegunaan

unsurtransisidampaknegati'bahaya.html

http"<<Aboy%iidreamer.blogspot.%om<2#2<<artikeltentangbesi.html