i

BESI(FE) DAN MANGAN(MN)

Disusun oleh :

Siska selvia D 43114130

Yoga Adi Pranata 4311413053

Irandari Rahma N R 4311413074

Siti Handayani 4311413079

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2014/2015

ii

Daftar Isi

Halaman Judul ....................................................................................................................... I

Daftar Isi ................................................................................................................................ II

Pendahuluan ......................................................................................................................... 1

Isi ........................................................................................................................................... 3

1. Mangan

a. Ciri-ciri mangan ................................................................................. 3

b. Sifat-sifat mangan ............................................................................. 3

c. Reaksi pada mangan ......................................................................... 4

d. Isotop mangan .................................................................................. 4

e. Pembuatan mangan ......................................................................... 5

f. Kegunaan mangan ............................................................................ 5

g. Dampak mangan bagi kesehatan dan lingkungan .................... 6

2. Besi

a. Ciri-ciri besi ....................................................................................... 7

b. Sifat-sifat besi ................................................................................... 7

c. Reaksi pada besi ............................................................................... 8

d. Isotop besi ........................................................................................ 9

e. Alotrop besi ...................................................................................... 9

f. Pembuatan besi ................................................................................ 10

g. Kegunaan besi ................................................................................... 11

h. Dampak bagi kesehatan dan lingkungan .......................................... 11

Daftar Pustaka ....................................................................................................................... 12

1

MAKALAH MANGAN DAN BESI

PENDAHULUAN

1. Mangan

Sejarah mangan

Mangan yang berarti magnet dalam bahasa latin adalah suatu unsur kimia yang

mempunyai nomor atom 25 dan memiliki symbol Mn. Nama mangan memiliki

sejarah yang rumit pada jaman yunani kuno. Ignatius Gottfried Kaim dan Johann

Glauber pada taun 1770 menemukan bahwa mangan dioksida dapat diubah menjadi

permanganat, sebuah reagen yang sangat berguna. Mangan ditemukan oleh Johann

Gahn pada tahun 1774 di Swedia. Mangan adalah kimia logam aktif, abu-abu merah

muda yang di tunjukkan pada symbol Mn dan nomor atom 25. Ini adalah elemen

pertama di Grup 7 dari tabel periodic. Mangan merupakan dua belas unsur paling

berlimpah di kerak bumi (sekitar 0,1%) yang terjadi secara alamiah. Mangan

merupakan logam keras dan sangat rapuh. Sulit untuk meleleh, tetapi mudah

teroksidasi. Mangan bersifat reaktif ketika murni, dan sebagai bubuk itu akan

terbakar dalam oksigen, bereaksi dengan air dan larut dalam asam encer.

Menyerupai besi tapi lebih keras dan lebih rapuh. Mangan membuat sampai sekitar

1000 ppm (0,1%) dari kerak bumi, sehingga termasuk ke-12 unsur paling berlimpah

di sana. Tanah yang berbasis mangan dunia dikenal ditemukan di Afrika Selatan

dan Ukraina, endapan mangan penting lainnya berada di Australia, India, Cina,

Gabon dan Brasil. Pada tahun 1978 diperkirakan 500 miliar ton nodul mangan ada

di di dasar laut. Usaha-usaha untuk menemukan metode ekonomis nodul mangan

panen ditinggalkan pada 1970-an. Mangan adalah salah satu logam yang paling

berlimpah di tanah, di mana terjadi sebagai oksida dan hidroksida, dan siklus

melalui oksidasi berbagai Negara. Mangan adalah unsur penting untuk semua

spesies. Beberapa organisme, seperti diatom, moluska dan spons, mengumpulkan

mangan. Ikan dapat memiliki hingga 5 ppm dan mamalia hingga 3 ppm dalam

jaringan mereka, meskipun biasanya mereka memiliki sekitar 1 ppm. Daerah

pertambangan utama untuk Bijih mangan adalah Afrika Selatan, Rusia, Ukraina,

Georgia, Gabon dan Australia.

2. Besi

Tanda-tanda pertama kegunaan besi datang dari Sumeria dan Mesir, sekitar 4000

SM, benda kecil, seperti mata lembing dan perhiasan, dihasilkan dari besi yang

didapati dari meteor. karena meteor jatuh dari langit, sebagian ahli bahasa

menyangka bahwa kata Inggris iron, hasil dari kata Etruska, aisar yang berarti

"Dewa-dewa". Simbol besi adalah Fe singkatan dari ferrum, yaitu bahasa latin dari

besi. Pada tahun-tahun terakhir Dinasti Zhou (ca 550 BC), penghasilan barang besi

bermula akibat teknologi tanur yang berkembang tinggi. Menghasilkan blast

furnace, negara Cina telah memajukan penghasilan besi tuang, atau besi mentah.

2

Peleburan besi awal (sebagaimana proses ini dikenali) menggunakan arang sebagai

sumber agen penurun. Pada abad ke-18, kayu di England habis dan bahan bakar

fosil digunakan sebagai gantinya. Inovasi ini oleh Abraham Darby menyebabkan

Revolusi Perindustrian di Inggris.

Bijih besi merupakan batuan yang mengandung mineral-mineral besi dan sejumlah

mineral gangue seperti silika, alumina, magnesia, dan lain-lain. Besi yang

terkandung dalam batuan tersebut dapat diekstraksi dengan teknologi tertentu

secara ekonomis (Hurlbut, 1971). Besi merupakan unsur kuat golongan VIII B yang

mempunyai nomor atom 26. Kita dapat melihat besi di mana-mana dalam

kehidupan sehari-hari. Segala barang yang harus kuat pasti terbuat dari besi, seperti

tiang listrik, jembatan, pintu air, dan kerangka bangunan. Peralatan perang juga

semuanya berbahan dasar besi. Tidak hanya barang-barang besar sampai yang

berkekuatan raksasa saja yang terbuat dari besi, barang-barang kecil pun banyak

sekali yang terbuat dari besi, seperti peniti, paku, pisau, pines, cangkul, kawat dan

sebagainya. Kegunaan utama besi adalah untuk membuat baja. Baja tahan karat

yang terkenal adalah stainless stell yang merupakan paduan besi dengan 14-18%

kromium 7-9% dan nikel.

Pembentukan Proses terbentuknya bijih sangatlah kompleks. Sering lebih dari satu

proses bekerja bersama-sama. Meskipun dari satu jenis bijih, apabila terbentuk oleh

proses yang berbeda-beda, maka akan menghasilkan tipe endapan yang berbeda-

beda pula. Penggolongan bijih menurut pembentukannya :

1. bijih primer (hipogen), yakni bijih yang diendapkan pada saat terjadinya proses

pelogaman

2. bijih sekunder (supergen), yakni bijih yang diendapkan sebagai akibat alterasi

dari bijih primer, oleh proses pelapukan dari air permukaan yang meresap ke dalam

tanah.

Proses pembentukan :

1. Konsentrasi magmatik > deposit magmatik

2. Sublimasi > sublimat

3. Kontak metasomatisme > deposit kontak metasomatikcock

4. Konsentrasi hidrotermal > pengisian celah-celah terbuka (pertukaran ion pada

batuan)

5. Sedimentasi lapisan sedimenter (evaporit)

6. Pelapukan Konsentrasi residual

7. Metamorfisme > deposit metamorfik

8. Hidrologi > air tanah

3

Contoh proses pengendapan bijih besi :

1. Diferensiasi magmatik

2. Larutan hidrotermal

3. Proses sedimentasi

4. Proses pelapukan

"Cadangan bijih" atau "cebakan bijih" adalah timbunan bijih pada satu kawasan

yang ditentukan batas-batasnya. Ini berbeda dengan sumber daya mineral yang

didefinisikan menurut kriteria penggolongan sumber daya mineral. Cadangan bijih

adalah kenampakan satu jenis bijih tertentu. Sebagian besar cadangan bijih dinamai

menurut lokasinya (misalnya, Witswatersrand, Afrika Selatan), atau menurut

penemunya (misalnya cadangan nikel kambalda dinamakan menurut pengebor

perintisnya), atau menurut lelucon, tokoh sejarah, tokoh terkemuka, mitologi

(phoenix, kraken, serepentleopard, dll) atau nama sandi perusahaan sumber daya

yang mendirikannya (misalnya MKD-5 adalah nama singkatan untuk perusahaan

tambang nikel Mount Keith).

Bijih besi diperdagangkan antara konsumen dan produsen, meskipun bermacam-

macam harga tolok ukur ditentukan tahunan antara konglomerat pertambangan

utama dan konsumen utama, dan ini mengatur wadah bagi partisipan yang lebih

sedikit.

PEMBAHASAN

MANGAN

A. Ciri-ciri mangan

Mangan berwarna putih keabu-abuan, dengan sifat yang keras tapi rapuh. Mangan

sangat reaktif secara kimiawi, dan terurai dengan air dingin perlahan-lahan.

Mangan digunakan untuk membentuk banyak alloy yang penting. Dalam baja,

mangan meningkatkan kualitas tempaan baik dari segi kekuatan, kekerasan,

dan kemampuan pengerasan. Dengan aluminum dan bismut, khususnya dengan

sejumlah kecil tembaga, membentuk alloy yang bersifat ferromagnetik. Logam

mangan bersifat ferromagnetik setelah diberi perlakuan.

B. Sifat-sifat mangan

Simbol Mn

Nomor Atom 25

Jenis Unsur Logam

Massa Atom 54.938045

Titik Didih 2334 K

4

Kalor Peleburan 12.91

Kalor Penguapan 221

Massa Jenis 7.21 cm3

Titik Lebur 1808 K

C. Reaksi pada mangan

i. Reaksi dengan air

Mangan yang bereaksi dengan air dapat berubah menjadi basa secara perlahan dan

gas hidrogen akan dibebaskan sesuai reaksi:

Mn (s) + 2H2O → Mn(OH)2 + H2

ii. Reaksi dengan udara

Logam mangan terbakar di udara sesuai dengan reaksi:

3Mn (s) + 2O2 (g) → Mn3O4 (s)

3Mn (s) + N2 (g) → Mn3N2 (s)

iii. Reaksi dengan halogen

Mangan bereaksi dengan halogen membentuk mangan(II)halida, reaksi:

Mn (s) +X2 (g) → MnX2 (s)

Selain bereaksi dengan flourin membentuk mangan(II)flourida, juga menghasilkan

mangan(III)flourida sesuai reaksi:

2Mn (s) + 3F2 (g) → 2MnF3 (s)

iv. Reaksi dengan asam

Logam mangan bereaksi dengan larutan asam secara cepat menghasilkan gas

hidrogen sesuai reaksi:

Mn (s) + H2SO4 (aq) → Mn2+ (aq) + SO42- (aq) + H2 (g)

D. Isotop mangan

Mangan alami terdiri dari 1 stabil isotop; 55 Mn. 18 radioisotop telah ditandai

dengan yang paling stabil dengan 53 Mn dengan waktu paruh dari 3,7 juta tahun,

54 Mn dengan waktu paruh dari 312,3 hari, dan 52 Mn dengan waktu paruh 5,591

hari. Semua sisa radioaktif isotop memiliki waktu paruh yang kurang dari 3 jam

dan mayoritas ini memiliki waktu paruh yang kurangdari 1 menit. Mangan

merupakan bagian dari kelompokelemen besi, yang dianggap besar disintesis

oleh bintang, lama sebelum terjadi ledakan supernova. 53 Mn meluruh sampai 53

Kr dengan kehidupan setengah dari 3,7 juta tahun. Karena relatif singkat waktu

paruhnya, 53 Mn terjadi hanya dalam jumlah kecil karena tindakan sinar kosmik

pada besi di batu . Mangan isotopik isinya biasanya dikombinasikan dengan

5

kromium isotopik menemukan isi dan aplikasi dalam isotop geologi dan

penanggalan radiometric.

E. Pembuatan mangan

Logam ,mangan diperoleh dengan :

1.Mereduksi oksida mangan dengan natrium, magnesium, aluminum atau dengan

proses elektrolisis.

2. Proses aluminothermy dari senyawa MnO2, persamaan reaksinya:

Tahap 1 :

Tahap 2 :

F. Kegunaan mangan

Mangan sangat penting untuk produksi besi dan baja. Mangan adalah komponen

kunci dari biaya rendah formulasi baja stainless dan digunakansecara luas tertentu.

Mangan digunakan dalam paduan baja untuk meningkatkan karakteristik yang

menguntungkan seperti kekuatan, kekerasan dan ketahanan.. Mangan

digunakan untuk membuat agar kaca tidak berwarna dan membuat kaca berwarna

ungu.

Mangan dioksida juga digunakan sebagai katalis. Selain itu Mangan digunakan

dalam industri elektronik, di mana mangan dioksida, baik alam atau sintetis, yang

digunakan untuk menghasilkan senyawa mangan yang memilikitahanan listrik yang

tinggi; di antara aplikasi lain, ini digunakan sebagai komponen dalam setiap

pesawat televisi.

Mangan merupakan salah satu mineral yang digunakan oleh beberapa orang untuk

membantu mencegah keropos tulang dan mengurangi gejala yang mengganggu

terkait dengan sindrom pramenstruasi (PMS).

Methylcyclopentadienyl mangan tricarbonyl digunakan sebagai aditif dalam bensin

bebas timbel bensin untuk meningkatkan oktan dan mengurangi ketukan

mesin. Mangan dalam senyawa organologam yang tidak biasa iniadalah dalam

bilangan oksidasi 1.

Mangan (IV) oksida (mangan dioksida, MnO 2) digunakan sebagai reagen dalam

kimia organik untuk oksidasi dari benzilik alkohol (yaitubersebelahan dengan

sebuah cincin aromatik). Mangan dioksida telah digunakan sejak jaman dahulu

untuk menetralkan oksidatif kehijauan semburat di kaca disebabkan oleh jumlah

jejak kontaminasi besi. MnO 2 juga digunakan dalam pembuatan oksigen dan

klorin, dan dalam pengeringan cat hitam. Dalam beberapa persiapan itu adalah

cokelat pigmen yang dapat digunakan untuk membuat cat dan

merupakan konstituen alam Umber. Mangan (IV) oksidadigunakan dalam jenis asli

6

sel kering baterai sebagai akseptor elektron dari seng, dan merupakan bahan

kehitaman yang ditemukan saat membuka seng karbon-jenis sel senter. Mangan

dioksida yang direduksi ke mangan oksida-hidroksida MnO (OH) selama

pemakaian, mencegah pembentukan hidrogen pada anoda baterai. Mangan juga

penting dalam fotosintesis oksigen evolusi dalam kloroplas pada tumbuhan.

G. Dampak mangan bagi kesehatan dan lingkungan

Mangan adalah senyawa yang sangat umum yang dapat ditemukan di mana-mana

di bumi. Mangan adalah salah satu dari tiga elemen penting beracun, yang berarti

bahwa tidak hanya perlu bagi manusia untuk bertahan hidup, tetapi juga beracun

ketika terlalu tinggi konsentrasi hadir dalam tubuh manusia.

Pengambilan mangan oleh manusia terutama terjadi melalui makanan, seperti

bayam, teh dan rempah-rempah. Bahan makanan yang mengandung konsentrasi

tertinggi adalah biji-bijian dan beras, kacang kedelai, telur, kacang-kacangan,

minyak zaitun, kacang hijau dan tiram. Setelah penyerapan dalam tubuh

manusia mangan akan diangkut melalui darah ke hati, ginjal, pankreas dan kelenjar

endokrin.

Efek mangan terjadi terutama di saluran pernapasan dan di otak. Gejala

keracunan mangan adalah halusinasi, pelupa dan kerusakan saraf. Mangan juga

dapat menyebabkan Parkinson, emboli paru-paru dan bronkitis. Ketika orang-orang

yang terkena mangan untuk jangka waktu lama mereka menjadi impoten.Suatu

sindrom yang disebabkan oleh mangan memiliki gejala seperti skizofrenia,

kebodohan, lemah otot, sakit kepala dan insomnia.

Dampak lingkungan Mangan

Senyawa mangan secara alami ada dalam lingkungan sebagai padatan di dalam

tanah dan partikel kecil di dalam air. Partikel mangan di udara yang hadir dalam

partikel debu. Biasanya ini menetap ke bumi dalam waktu beberapa hari. Manusia

meningkatkan konsentrasi mangan di udara oleh kegiatan industri dan

melalui pembakaran bahan bakar fosil. Mangan yangberasal dari sumber manusia

juga dapat memasukkan air permukaan, air tanah dan air limbah. Melalui penerapan

pestisida mangan, mangan akan memasuki tanah.

Untuk hewan, mangan adalah komponen lebih penting dari tiga puluh enam enzim

yang digunakan untuk karbohidrat, protein dan metabolisme lemak. Jika Binatang

makan terlalu sedikit mengadung mangan menyebabkangangguan pertumbuhan

normal, pembentukan tulang dan reproduksi akan terjadi. Untuk beberapa hewan

dosis yang mematikan sangat rendah, yang berarti mereka memiliki sedikit

kesempatan untuk bertahan lebih kecil. Dosis mangan bila melebihi dosis yang

esensial. Zat mangan dapat menyebabkan paru-paru, hati dan gangguan pembuluh

darah, penurunan tekanan darah, kegagalan dalam perkembangan janin hewan dan

kerusakan otak.

7

Ketika penyerapan mangan terjadi melalui kulit dapat menyebabkan kegagalan

tremor dan koordinasi. Akhirnya, tes laboratorium dengan hewan telah di uji

menunjukkan bahwa keracunan mangan parah harus bahkan dapatmenyebabkan

perkembangan tumor dengan binatang. Pada tumbuhan ion mangan diangkut ke

daun setelah pengambilan dari tanah. Bila terlalu sedikit mangan dapat diserap dari

tanah ini menyebabkan gangguan pada mekanismetanaman. Misalnya gangguan

dari pembagian air untuk hidrogen dan oksigen, di mana mangan memainkan

peranan penting.

Mangan dapat menyebabkan keracunan dan kekurangan baik gejala pada

tumbuhan. Bila pH tanah rendah kekurangan mangan lebih umum.Konsentrasi

mangan Sangat beracun dalam tanah dapat menyebabkan pembengkakan dinding

sel, layu dari daun dan bercak-bercak cokelat pada daun. Kekurangan juga

dapat menyebabkan efek tersebut. Antara konsentrasidan konsentrasi beracun yang

menyebabkan kekurangan area kecil konsentrasi untuk pertumbuhan tanaman yang

optimal dapat dideteksi.

BESI

A. Ciri-ciri besi

Besi adalah logam berkilau, kuat, mudah ditempa, dan berwarna perak abu-

abu. Besi adalah logam paling banyak, dan dipercayai unsur kimia kesepuluh paling

banyak di alam sejagat. Besi juga merupakan unsur paling banyak (34.6%)

membentuk Bumi; jumlah besar besi dalam Bumimempengaruhi medan magnet

Bumi.

Besi adalah logam yang dihasilkan dari bijih besi, dan jarang dijumpai dalam

keadaan unsur bebas. Untuk mendapatkan unsur besi, campuran lain mesti disingkir

melalui pengurangan kimia. Sebagian besar besi ditemukan dalam berbagai

senyawa oksida besi, seperti mineral hematit, magnetit, dan taconite. Inti bumi

diyakini sebagian besar terdiri dari paduan logam besi-nikel.

B. Sifat-sifat besi

Simbol Fe

Radius Atom 1.26 Å

Volume Atom 7.1 cm3/mol

Massa Atom 55.847

Titik Didih 3023 K

Radius Kovalensi 1.17 Å

Struktur Kristal Bcc

8

Massa Jenis 7.675cm3

Konduktivitas Listrik 11.2 x 106 ohm-1cm-1

Elektronegativitas 1.83

Konfigurasi Elektron [Ar]3d6 4s2

Formasi Entalpi 13.8 kJ/mol

Konduktivitas Panas 80.2 Wm-1K-1

Potensial Ionisasi 7.87 V

Titik Lebur 1808 K

Bilangan Oksidasi 2,3

Kapasitas Panas 0.449 Jg-1K-1

Entalpi Penguapan 349.5 kJ/mol

C. Reaksi pada besi

i. Reaksi dengan udara

Besi bereaksi dengan udara dengan cara oksidasi menghasilkan besi oksida. Besi

oksida tidak dapat melindungi bagian dalam besi seperti pada logam alkali karena

besi oksida dapat terkelupas sehingga bagian dalam besi juga akan berubah menjadi

besi oksida. Proses perubahan ini disebut dengan berkarat. Serbuk halus besi

bersifat pyrophoric, sehingga berpotensi menghasilkan api.

4Fe (s) + 3O2 (g) → 2Fe2O3 (s)

3Fe (s) + 2O2 (g) → 2Fe3O4 (s)

ii. Reaksi dengan halogen

2Fe (s) + 3X2 (g) → 2FeX3 (s)

Reaksi ini sedikit sulit pada iodin karena masalah termodinamika. Besi(III) terlalu

oksidasi dan iodin terlalu reduksi. Reaksi besi dengan iodin digunakan untuk

menghasilkan besi(II)iodida.

Fe (s) + I2 (g) → FeI2 (s)

iii. Reaksi dengan asam

Besi larut dalam larutan asam sulfat menghasilkan larutan yang mengandung

larutan ion Fe(II) dan gas hidrogen jika dalam keadaan tanpa oksigen.

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

Jika terdapat oksiden, besi(II) bisa teroksidasi menjadi besi(II)

9

D. Isotop besi

Ada 4 isotop besi yang ditemukan di alam: 5.845% 54Fe (radioaktif dengan waktu

paruh 3,1 x 1022 tahun); 91.754% 56Fe; 2,119% 57Fe; dan 0,282% 58Fe. Terdapat

24 isotop radioaktif yang diketahui.

E. Alotrop besi

i. Alotrop besi

Besi adalah salah satu contoh yang jelas dari alotrop pada logam. Pada tekanan

atmosfer, terdapat 4 bentuk alotrop besi: besi alfa (α), besi beta (β), besi gamma (γ),

dan besi delta (δ). Pada tekanan tinggi, terdapat bentuk keempat, yang disebut besi

epsilon (ε).

Fase besi pada tekanan atmosfer sangat penting karena perbedaan dalam

kemampuan untuk melarutkan karbon akan menghasilkan jenis baja yang berbeda.

Fase besi dalam tekanan tinggi sangat penting sebagai bagian padat pada inti planet.

Inti dalam bumi umumnya terdiri dari kristal alloy besi-nikel dengan struktur ε. Inti

luar yang mengelilingi inti dalam dipercaya terdiri dari besi cair bercampur dengan

nikel dan sejumlah unsur ringan lainnya.

ii. Besi delta (δ-Fe)

Besi membentuk alotrop delta pada temperatur 1.538°C (2.800°F) dan memiliki

struktur kristal body-centered cubic (BBC)

iii. Besi gamma (γ-Fe)

Struktur kristal besi pada temperatur 1.394°C berubah menjadi face-centered cubic

(FCC). Pada bentuk ini besi disebut besi gamma (γ-Fe). Besi gamma mampu

melarutkan karbon lebih banyak (2.04% massa pada 1.146°C). bentuk gamma yang

jenuh dengan karbon menghasilkan baja stainless.

iv. Besi beta (β-Fe)

Besi beta adalah bentuk usang dari paramagnetik besi alfa. Kebanyakan besi tuang

(cast iron) pada suhu ruangan adalah besi alfa. Besi beta secara struktur kristal sama

dengan besi alfa, kecuali pada sifat fisiknya. Oleh karena itu, fase beta biasanya

tidak dianggap sebagai salah satu bentuk fase tetapi sebagai bentuk fase alfa pada

suhu tertinggi.

v. Besi alfa (α-Fe)

Pada temperatur 912°C (1.674°F) struktur kristal kembali menjadi BCC dan

terbentuk besi alfa. Senyawa ini bersifat paramagnetik. Besi alfa hanya bisa

melarutkan sebagian kecil konsentrasi karbon (tidak lebih dari 0.021% massa pada

910°C)

vi. Besi epsilon (ε-Fe)

10

Pada tekan diatas sekitar 10 Gpa dan temperature beberapa ratus kelvin ke bawah,

besi alfa berubah menjadi struktur hexagonal close-packed (HCP) yang dikenal

juga sebagai besi epsilon; besi gamma pada suhu tinggi juga berubah menjadi besi

epsilon.

F. Pembuatan besi

Besi adalah unsur dasar dari meteorit jenis siderite dan sangat sedikit terdapat dalam

2 jenis meteorit lainnya. Inti bumi dengan radius 2150 mil, terdiri dari besi dengan

10 persen hidrogen teroklusi. Bijih besi yang umum adalah hematit, yang sering

terlihat sebagai pasir hitam sepanjang pantai dan muara aliran.

Produksi besi dunia diperkirakan sekitar 500 juta ton per tahun, ditambah sekitar

300 juta ton besi daur ulang. Daerah pertambangan utama besi meliputi Cina,

Brasil, Australia, Rusia, Ukraina, Amerika Serikat, Kanada, Venezuela, Swedia,

dan India.

Ada 2 tahap untuk pembuatan jenis-jenis besi, yaitu peleburan yang bertujuan untuk

mereduksi biji besi sehingga menjadi besi dan peleburan ulang yang berguna dalam

pembuatan jenis-jenis baja. Peleburan besi dilakukan dalam suatu tanur tiup (blast

furnance). Tanur tiup adalah suatu bangunan yang tingginya sekitar 30 meter dan

punya diameter sekitar 8 meter yang terbuat dari baja tahan karat yang dilapisi

dengan bata tahan panas. Zat reduksi yang digunakan adalah karbon dengan prinsip

reaksi:

Fe2O3 (s) + 3CO (g) ↔ 2Fe (s) + 2CO2 (g)

Bahan yang dimasukkan dalam tanur ada 3 macam jenis material besi :

i. Bijih besi

ii. Karbon (kokas) sebagai zat pereduksi

iii. Batu kapur (CaCO3) untuk mengikat kotoran pasir (fluks)

Suhu dalam reaksi tersebut sangat tinggi sehingga besi mencair dan disebut besi

gubal (pig iron) .Besi cair pada umumnya langsung diproses untuk membuat baja.

Tetapi, juga dialirkan ke dalam cetakan untuk membuat besi tuang (cast iron) yang

mengandung 3-4 % karbon dan sedikit pengotor lain seperti Mn, Si, P. Besi yang

mengandung karbon sangat rendah (0,005-0,2%) disebut besi tempa (wrought iron).

Proses tanur tinggi adalah reduksi bijih besi dengan karbon monoksida yang

dihasilkan dari kokas dan udara yang dihembuskan dari dasar tanur.

C (s) + O2 (g) → CO2 (g)

CO2 (g) + C (s) → 2CO (g)

Batu kapur berfungsi sebagai fluks, yaitu untuk mengikat pengotor yang bersifat

asam, seperti SiO2 membentuk terak. Reaksi pembentukan terak adalah sebagai

berikut. Mula mula batu kapur terurai membentuk kalsium oksida (CaO) dan

karbondioksida(CO2).

11

CaCO3 (s) → CaO (s) + CO2 (g)

Kalsium oksida kemudian bereaksi dengan pasir membentuk kalsium silikat,

komponen utama dalam terak.

CaO (s) + SiO2 (s) → CaSiO3 (l)

Terak ini mengapung di atas massa jenis besi cair dan harus dikeluarkan dalam

selang waktu tertentu.

Tanur bekerja terus menerus. Campuran pereaksi dimasukkan dari puncak tanur

dalam selang waktu yang teratur, bergerak ke bawah sampai lapisan terbawah yang

panas keputih-putihan.

Suhu pada dasar tanur cukup panas sehingga melelehkan besi dan terak (zat

pengotor yang telah terikat kalsium) yang terdapat sebagai lapisan yang tak

tercampur di dasar tanur. Leburan terak mengapung di atas permukaan lelehan

besi. Besi yang dihasilkan dari tanur hembus masih mengandung zat pengotor

seperti karbon, silikon, belerang.

Zat-zat pengotor ini menyebabkan besi lebih getas, besi ini disebut besi tuang.

Komposisi besi tuang bervariasi bergantung pada sumbernya. Baja merupakan

suatu alloy besi. Baja dibuat dari besi tuang. Setelah zat pengotor dalam besi

dihilangkan, kemudian ditambah sejumlah karbon dan unsur lain yang memberikan

sifat khas pada baja itu.

G. Kegunaan besi

i. Kegunaan utama dari besi adalah untuk membuat baja.

ii. Besi memiliki kegunaan untuk kontruksi atau rangka

bangunan, landasan, untuk badan mesindan kendaraan,

tulkit mobil, untuk berbagai peralatan pertanian, bangunan

dan lain-lain.

iii. Unsur besi sangat penting dalam hampir semua organisme

hidup. Pada manusia, besi merupakan unsur penting dalam

hemoglobin darah (C2952H4664N812O832S8Fe4).

iv. Fe(OH)3 digunakan untuk bahan cat seperti cat minyak, cat

air, atau cat tembok.

v. Fe2O3 sebagai bahan cat, digunakan juga untuk

mengkilapkan kaca.

vi. FeSO4 digunakan sebagai bahan tinta

H. Dampak besi bagi kesehatan dan lingkungan

i. Pengaruh Besi (Fe) Terhadap Kesehatan Manusia

Senyawa besi dalam jumlah kecil di dalam tubuh manusia berfungsi sebagai

pembentuk sel-sel darah merah, dimana tubuh memerlukan 7-35 mg/hari yang

sebagian diperoleh dari air. Tetapi zat Fe yang melebihi dosis yang diperlukan oleh

tubuh dapat menimbulkan masalah kesehatan.

12

Besi yang tertelan dalam jumlah banyak bisa menyebabkan naiknya kadar besi

dalam darah. Tingginya kadar besi bebas dalam darah bereaksi dengan peroksida

menghasilkan radikal bebas, sehingga dapat menyerang DNA, protein, lipid, dan

komponen sel lainnya. Biasanya besi menyerang sel pada jantung, hati, dan tempat

vital lainnya. Manusia yang keracunan besi diatas 20-60 miligram sudah memasuki

dosis lethal.

Air minum yang mengandung besi cenderung menimbulkan rasa mual apabila

dikonsumsi. Selain itu dalam dosis besar dapat merusak dinding usus. Kematian

sering kali disebabkan oleh rusaknya dinding usus ini. Kadar Fe yang lebih dari 1

mg/l akan menyebabkan terjadinya iritasi pada mata dan kulit.

ii. Pencemaran Besi (Fe) Terhadap Lingkungan

Endapan Fe(OH)3 bersifat korosif terhadap pipa dan akan mengendap pada saluran

pipa, sehingga mengakibatkan pembuntuan dan efek-efek yang dapat merugikan

seperti Mengotori bak yang terbuat dari seng, serta mengotori wastafel dan

kloset. Gangguan fisik yang ditimbulkan oleh adanya besi terlarut dalam air adalah

timbulnya warna, bau, rasa pada air.

Daftar Pustaka

Cotton, Wilkinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar. UI-Press. Jakarta

Kartini, N, dkk. 2001. Kimia Bumi Aksara. Jakarta

Keenan, Charles. W. 1992. Kimia untuk Universitas Jilid 2. Erlangga : Jakarta.

Oxtoby, David.W. 2003. Prinsip-Prinsip Kimia Modern Jilid II. Erlangga: Jakarta.

Sudjana, Atep. 2004. Sains Kimia. Galaxy Puspa Mega: Bekasi.

Syukri, S. 1999. Kimia Dasar 3. ITB: Bandung.

Purba, Michael. 2003. Kimia 2000 Untuk SMU Kelas 3. Jakarta : Erlangga

Balai Pustaka Jakarta.1997. Jendela Iptek Kimia. Jakarta : Balai Pustaka

Keenan. Kleinferter. Wood. 1993. Kimia untuk Universitas. Jakarta : Erlangga.

Prabawa, Hadi. Jayaprana, Sandya. 1997. ILMU KIMIA untuk SMU. Jakarta :

Erlangga.

Dorin, Henry. 1987. Chemistry The Study of Matter. USA: Allyn & Balcon