makalah seng dan paduannya

BAB I

PENDAHULUAN

1.1              Latar Belakang

Pada era globalisasi ini, ilmu pengetahuan dan tenologi telah berkembang dengan begitu pesatnya. Tidak terkecuali pada teknologi industri, yang telah berkembang sesuai perkembangan zaman. Meskipun teknologi telah berkembang pesat, pengetahuan setiap orang tentang teknologi berbeda satu sama lainnya. Ada yang memiliki pengetahuan luas dan ada yang memiliki pengetahuan kurang. Dalam dunia industri pengetahuan yang penting dimiliki oleh orang yang berminat terhadap industri adalah komponen materi yang bermanfaat  dalam proses produksi.

            Salah satu komponen penting yang biasa dipakai dalam produksi industri adalah logam Seng dan Arsenik. Berabad-abad sebelum seng dikenal sebagai unsur tersendiri yang unik, bijih seng telah digunakan dalam pembuatan kuningan. Sedangkan Logam arsenik biasanya digunakan sebagai bahan campuran untuk mengeraskan logam lain misalnya mengeraskan Pb di pabrik aki atau melapisi kabel. Seng dan Arsenik memiliki peran penting dalam proses industri. Oleh karena itu sangat penting bagi setiap industriawan untuk mengetahui manfaat kedua material tersebut.

             Sebagai seorang mahasiswa teknik kimia yang nantinya pasti akan berkecimpung dalam dunia industri. Penting juga bagi mahasiswa teknik kimia tersebut untuk menguasai pengetahuan tentang Seng dan Arsenik.

            Berawal dari hal tersebut penulisan sekaligus penyusunan makalah ilmiah ini disusun. Hal tersebut layak dan memang sepantasnya dikuak dan dipublikasikan, agar mahasiswa tahu bahwa manfaat dari Seng dan Arsen patut dimengerti. Karena sebagai manusia khalayaknya  memiliki kesadaran untuk berbuat lebih pada sesama, atau mementingkan sosialisasi dengan memberikan sesuatu yang telah diperbuat. Mahasiswa harus mengembangkan manfaat Seng dan Arsen dalam industri untuk kepentingan manusia lain.

            Metode yang dilakukan untuk meneliti masalah ini diawali dengan studi literatur atau referensi. lalu dilakukan analisis dan penarikkan kesimpulan dalam tahap akhir pengumpulan data. metodologi ini dinyatakan sebagai kaidah metode yang benar karena berdasar sumber teoiritis atau pustaka metodologi tersebut memenuhi syarat sebagai metodologi ilmiah.

1.2              Rumusan Masalah

·         Bagaimanakah Karakteristik umum, sifat fisika, sifat kimia dan sifat mekanik seng dan arsenic.

·         Bagaimanakah sumber seng dan arsen di alam dan proses pembuatannya di industry.

·         Apa sajakah paduan dan senyawa yang penting dari seng dan arsenic.

·         Apa sajakah manfaat dari seng dan arsen bagi kehidupan manusia.

·         Bagaimanakah tingkat bahaya dari logam seng dan arsenic bagi manusia dan lingkungan.

1.3              Tujuan

Penyusunan dari makalah ilmiah ini bertujuan untuk memberikan pengetahuan kepada para mahasiswa terutama mahasiswa teknik kimia tentang logam seng dan paduannya serta arsenik dan senyawanya yang memiliki potensi manfaat bagi kehidupan manusia maupun dunia industri yang nantinya akan dijajaki oleh mahasiswa teknik kimia tersebut.

1.4              Sistematika Penulisan

Pada makalah ilmiah ini dibahas tentang sejarah, karakteristik umum, sifat fisika, sifat kimia, sifat mekanik, sumber dan proses pembuatan, paduan dan senyawa penting, manfaat dan tingkat bahaya logam seng dan arsenic. Pada bab I berisikan latar belakang dijadikannya seng dan arsenik sebagai topik bahasan, tujuan dari penyusunan makalah ini serta rumusan masalah yang akan dibahas.

            Pada bab II di karya tulis ilmiah ini dibahas tentang uraian teori yang telah disusun dari topik bahasan diatas dari logam seng dan paduannya. Sedang pada bab III mengenai Arsenik dan senyawanya. Dan pada bab IV berisikan kesimpulan berdasarkan teori dan saran yang penulis rekomendasikan.

  

  

BAB II

SENG (Zn) DAN PADUANNYA

2.1       Sejarah Seng

Seng merupakan unsur paling  melimpah ke-24 di kerak Bumi  dan memiliki lima  isotop stabil. Bijih seng yang paling banyak ditambang adalah sfalerit (seng sulfida).Kuningan, yang merupakan campuran aloi  tembaga dan seng, telah lama  digunakan paling tidak sejak abad ke-10 SM. Logam seng tak murni mulai diproduksi secara besar-besaran pada abad ke-13 di India,  manakala  logam  ini  masih  belum  di  kenal  oleh  bangsa  Eropa  sampai  dengan  akhir abad ke-16. Para alkimiawan  membakar  seng  untuk  menghasilkan  apa  yang mereka sebut sebagai  "salju  putih"  ataupun  "wol  filsuf".  Kimiawan  Jerman  Andreas Sigismund  Marggraf umumnya dianggap sebagai penemu logam seng murni pada tahun 1746. Karya Luigi Galvani dan  Alessandro  Volta  berhasil  menyingkap  sifat-sifat  elektrokimia  seng  pada  tahun  1800.

Pelapisan  seng  pada  baja  untuk  mencegah  perkaratan  merupakan  aplikasi  utama  seng. Aplikasi-aplikasi lainnya meliputi penggunaannya pada baterai dan aloi.  Terdapat  berbagai  jenis  senyawa  seng  yang  dapat ditemukan,  seperti  seng  karbonat dan seng glukonat  (suplemen  makanan), seng klorida (pada  deodoran),  seng pirition (pada sampo anti ketombe), seng sulfida (pada cat berpendar), dan seng metil ataupun seng dietil di laboratorium organik.

Logam seng tak murni mulai diproduksi secara besar-besaran pada abad ke-13 di India, manakala logam ini masih belum di kenal oleh bangsa Eropa sampai dengan akhir abad ke-16. Para alkimiawan membakar seng untuk menghasilkan apa yang mereka sebut sebagai "salju putih" ataupun "wol filsuf". Kimiawan Jerman Andreas Sigismund Marggraf umumnya dianggap sebagai penemu logam seng murni pada tahun 1746. Karya Luigi Galvani dan Alessandro Volta berhasil menyingkap sifat-sifat elektrokimia seng pada tahun 1800. Pelapisan seng pada baja untuk mencegah perkaratan merupakan aplikasi utama seng. Aplikasi-aplikasi lainnya meliputi penggunaannya pada baterai dan aloi. Terdapat berbagai jenis senyawa seng yang dapat ditemukan, seperti seng karbonat dan seng glukonat (suplemen makanan), seng klorida (pada deodoran), seng pirition (pada sampo anti ketombe), seng sulfida (pada cat berpendar), dan seng metil ataupun seng dietil di laboratorium organik.

Seng merupakan zat mineral esensial yang sangat penting bagi tubuh. Terdapat sekitar dua milyar orang di negara-negara berkembang yang kekurangan asupan seng. Defisiensi ini juga dapat menyebabkan banyak penyakit. Pada anak-anak, defisiensi ini menyebabkan gangguan pertumbuhan, mempengaruhi pematangan seksual, mudah terkena infeksi, diare, dan setiap tahunnya menyebabkan kematian sekitar 800.000 anak-anak di seluruh dunia. Konsumsi seng yang berlebihan dapat menyebabkan ataksia, lemah lesu, dan defisiensi tembaga. Dalam bahasa sehari-hari, seng juga dimaksudkan sebagai pelat seng yang digunakan sebagai bahan bangunan.

2.2       Karakteristik Seng

            2.2.1    Karakteristik Umum

Seng diambil dari bahasa Belanda yaitu zink adalah unsur kimia dengan lambang kimia Zn, nomor atom 30, dan massa atom relatif 65,39. Ia merupakan unsur pertama golongan 12 pada tabel periodik. Beberapa aspek kimiawi seng mirip dengan magnesium. Hal ini dikarenakan ion kedua unsur ini berukuran hampir sama. Selain itu, keduanya juga memiliki keadaan oksidasi +2. Seng merupakan unsur paling melimpah ke-24 di kerak Bumi dan memiliki lima isotop stabil. Bijih seng yang paling banyak ditambang adalah sfalerit (seng sulfida).

            2.2.2    Sifat Fisik

Seng merupakan logam yang berwarna putih kebiruan, berkilau, dan bersifat diamagnetik. Walau demikian, kebanyakan seng mutu komersial tidak berkilau. Seng sedikit kurang padat daripada besi dan berstruktur kristal heksagonal.Lehto 1968, p. 826 Logam ini keras dan rapuh pada kebanyakan suhu, namun menjadi dapat ditempa antara 100 sampai dengan 150 °C. Di atas 210 °C, logam ini kembali menjadi rapuh dan dapat dihancurkan menjadi bubuk dengan memukul-mukulnya. Seng juga mampu menghantarkan listrik. Dibandingkan dengan logam-logam lainnya, seng memiliki titik lebur (420 °C) dan tidik didih (900 °C) yang relatif rendah. Dan sebenarnya pun, titik lebur seng merupakan yang terendah di antara semua logam-logam transisi selain raksa dan kadmium.

Terdapat banyak sekali aloi yang mengandung seng. Salah satu contohnya adalah kuningan (aloi seng dan tembaga). Logam-logam lainnya yang juga diketahui dapat membentuk aloi dengan seng adalah aluminium, antimon, bismut, emas, besi, timbal, raksa, perak, timah, magnesium, kobalt, nikel, telurium, dan natrium. Walaupun seng maupun zirkonium tidak bersifat feromagnetik, aloi ZrZn2 memperlihatkan feromagnetisme di bawah suhu 35 K.

KLASIFIKASI	SIFAT ZINK
Penampilan	Abu-abu muda kebiruan
Fase	Padat
Massa Jenis	7,14 g/cm3
Titik Lebur	692,68 K
Titik Didih	1.180 K
Kalor Peleburan	7,32 kJ/mol
Kalor Penguapan	123,6 kJ/mol
Kapasitas Kalor	25,390 J/(mol.K)
Elektronegativitas	1,65
Energi Ionisasi	(1) 906,4 kJ/mol
	(2) 1.733,3 kJ/mol
	(3) 3.833 kJ/mol
Jari-jari atom	135 pm

            2.2.3    Sifat Kimia

Reaktivitas seng memiliki konfigurasi elektron [Ar]3d104s2 dan merupakan unsur golongan 12 tabel periodik. Seng cukup reaktif dan merupakan reduktor kuat.. Permukaan logam seng murni akan dengan cepat mengusam, membentuk lapisan seng karbonat, Zn5(OH)6CO3, seketika berkontak dengan karbon dioksida. Lapisan ini membantu mencegah reaksi lebih lanjut dengan udara dan air.

Seng yang dibakar akan menghasilkan lidah api berwarna hijau kebiruan dan mengeluarkan asap seng oksida. Seng bereaksi dengan asam, basa, dan non-logam lainnya Seng yang sangat murni hanya akan bereaksi secara lambat dengan asam pada suhu kamar. Asam kuat seperti asam klorida maupun asam sulfat dapat menghilangkan lapisan pelindung seng karbonat dan reaksi seng dengan air yang ada akan melepaskan gas hidrogen.

Seng secara umum memiliki keadaan oksidasi +2. Ketika senyawa dengan keadaan oksidasi +2 terbentuk, elektron pada kelopak elektron terluar s akan terlepas, dan ion seng yang terbentuk akan memiliki konfigurasi [Ar]3d10. Hal ini mengijinkan pembentukan empat ikatan kovalen dengan menerima empat pasangan elektron dan mematuhi kaidah oktet. Stereokimia senyawa yang dibentuk ini adalah tetrahedral dan ikatan yang terbentuk dapat dikatakan sebagai sp3. Pada larutan akuatik, kompleks oktaherdal, [Zn(H₂O)₆]²⁺, merupakan spesi yang dominan.

Penguapan seng yang dikombinasikan dengan seng klorida pada temperatur di atas 285 °C mengindikasikan adanya Zn₂Cl₂ yang terbentuk, yakni senyawa seng yang berkeadaan oksidasi +1. Tiada senyawa seng berkeadaan oksidasi selain +1 dan +2 yang diketahui. Perhitungan teoritis mengindikasikan bahwa senyawa seng dengan keadaan oksidasi +4 sangatlah tidak memungkinkan terbentuk.

Sifat kimiawi seng mirip dengan logam-logam transisi periode pertama seperti nikel dan tembaga. Ia bersifat diamagnetik dan hampir tak berwarna. Jari-jari ion seng dan magnesium juga hampir identik. Oleh karenanya, garam kedua senyawa ini akan memiliki struktur kristal yang sama. Pada kasus di mana jari-jari ion merupakan faktor penentu, sifat-sifat kimiawi keduanya akan sangat mirip. Seng cenderung membentuk ikatan kovalen berderajat tinggi. Ia juga akan membentuk senyawa kompleks dengan pendonor N- dan S-. Senyawa kompleks seng kebanyakan berkoordinasi 4 ataupun 6 walaupun koordinasi 5 juga diketahui ada.

            2.2.4    Sifat Mekanik

Modulus Young	108 GPa
Modulus geser	43 GPa
Modulus ruah	70 GPa
Nisbah Poisson	0,25
Skala kekerasan Mohs	2,5
Kekerasan Brinell	412 MPa

2.3       Sumber dan Proses Pembuatan Seng

            2.3.1    Sumber Seng

Kadar komposisi unsur seng di kerak bumi adalah sekitar 75 ppm (0,007%). Hal ini menjadikan seng sebagai unsur ke-24 paling melimpah di kerak bumi. Tanah mengandung sekitar 5–770 ppm seng dengan rata-ratanya 64 ppm. Sedangkan pada air laut kadar sengnya adalah 30 ppb dan pada atmosfer kadarnya hanya 0,1–4 µg/m3.

Gambar  Sfalerit (ZnS)

Unsur ini biasanya ditemukan bersama dengan logam-logam lain seperti tembaga dan timbal dalam bijih logam. Seng diklasifikasikan sebagai kalkofil, yang berarti bahwa unsur ini memiliki afinitas yang rendah terhadap oksigen dan lebih suka berikatan dengan belerang. Kalkofil terbentuk ketika kerak bumi memadat di bawah kondisi atmosfer bumi awal yang mendukung reaksi reduksi. Sfalerit, yang merupakan salah satu bentuk kristal seng sulfida, merupakan bijih logam yang paling banyak ditambang untuk mendapatkan seng karena ia mengandung sekitar 60-62% seng.

Mineral lainnya juga mengandung seng meliputi smithsonit (seng karbonat), hemimorfit (seng silikat), wurtzit (bentuk seng sulfida lainnya), dan hidrozinkit. Terkecuali wurtzit, kesemua mineral ini terbentuk oleh karena proses cuaca seng sulfida primordial. Total keseluruhan kandungan seng di seluruh dunia adalah sekitar 1,8 gigaton. Hampir sekitar 200 megatonnya dapat diperoleh secara ekonomis pada tahun 2008.

Kandungan besar seng dapat ditemukan di Australia, Kanada, dan Amerika Serikat. Berdasarkan laju konsumsi seng sekarang ini, cadangan seng diperkirakan akan habis antara tahun 2027 sampai dengan 2055. Sekitar 346 megaton seng telah ditambang sepanjang sejarahnya sampai dengan tahun 2002. Selain itu, diperkirakan pula sekitar 109 megatonnya masih digunakan.

            2.3.2    Proses Pembuatan Seng

A.           Electrowinning

Elektowinning adalah proses elektrokimia yang digunakan untuk mereduksi logam kation ke permukaan katoda dari sebuah larutan aqueous yang berasal dari proses kimia leaching. Pada proses elektrowinning Zn, akan diperoleh endapan logam Zn pada permukaan katoda yang berasal dari reaksi reduksi larutan ZnSO4. Disamping itu, pada anoda akan terbentuk oksigen karena penggunaan anoda inert.

Proses ini menggunakan coulumeter Cu. Fungsi coulumeter adalah untuk menentukan jumlah materi yang berubah selama elektrolisis dengan mengukur jumlah listrik yang diperlukan untuk melakukan proses elektrolisis.

Gambar Proses Elektrowinning

Secara umum proses ini terdiri dari 3 bagian, yaitu:

·         Katoda (Al)

·         Anoda (Pb)

·         Eletrolit ZnSO₄ (didapat dari reaksi leaching)

Penggunaan logam aluminium sebagai katoda didasarkan pada termodinamika. Potensial reversibel Zn²⁺/Zn lebih rendah daripada potensial reversibel H+/H2 yaitu :

EZn²⁺/Zn = – 0,763 + 0,0295 log (a_Zn2+) pada 25^oC

EH⁺/H₂ = – 0,0591 pH pada 25^oC, 1 atm.

Maka seluruh hidrogen akan tereduksi pada potensial di mana pengendapan Zn berlangsung kemudian dapat mengakibatkan penurunan efisiensi arus yang digunakan. Oleh karena itu kecepatan reaksi reduksi hidrogen harus dibatasi, yaitu dengan menggunakan katoda awal (starting cathode) yang memiliki hidrogen overpotensial yang tinggi misalnya katoda aluminium (-1,602 V) sehingga pada potensial pengendapan Zn, reduksi ion hidrogen belum berlangsung. Endapan Zn sendiri memiliki hidrogen overpotensial yang cukup besar sehingga proses pengendapan Zn dapat berlangsung secara kontinyu dengan efisiensi yang tinggi setelah satu lapisan endapan Zn terbentuk pada permukaan katoda aluminium.

Pada umumnya logam lain memiliki hidrogen overpotensial yang lebih rendah sehingga apabila digunakan sebagai katoda dapat menurunkan efisiensi arus. Oleh karena itu digunakan logam aluminium sebagai katoda untuk proses elektrowinning Zn.

Reaksi-reaksi yang akan terjadi dalam proses ini adalah:

·         Leaching

Zn + H₂SO₄        –>        ZnSO₄ + H₂O

ZnSO₄                –>        Zn²⁺ + SO₄^2-

·         Elektrowinning

Anoda     :        2H₂O                 –> 4H⁺ + O₂ + 4e^-

Karoda     :        2Zn²⁺ + 4e^-       –>  2Zn                       +

2Zn²⁺ + 2H₂O    –>       2Zn + 4H⁺ + O₂

Selama proses ini akan terjadi tiga aliran perpindahan ion, yaitu

1.      Konveksi

Pergerakan elektrolit dalam skala yang besar dari larutan ruah ke lapisan difusi. Proses ini dapat dilakukan dengan memberi pengadukan, pompaan elektrolit atau injeksi udara

2.      Difusi

Merupakan proses pergerakan ion-ion logam menuju OHP (Outer Helmhotz Plane) melalui lapisan elektrolit yang diam.

3.      Migrasi

Merupakan transport ion karena ada perbedaan potensial.

Untuk mengetahui jumlah berat logam Zn yang akan terdeposisi pada katoda, kita bisa memperkirakan berapa berat endapan yang akan terbentuk dengan menggunakan hukum Faraday:

dimana,

W       = berat logam yang terambil dalam proses (gr)

I        = arus (Ampere)

t        = waktu (s)

Ar      = berat atom

n        = jumlah atom

F        = konstanta Faraday (96.500 joule)

B.            Thermochemical

Terdapat berbagai proses thermochemical digunakan untuk memisahkan Zn dari oksidanya, semua menggunakan Carbon. Carbon berikatan dengan oksigen membentuk CO dan/atau CO₂. Sehingga Zn terbebas dalam bentuk uap (vapor) yang kemudian dipadatkan untuk memperoleh logam yang diinginkan.

Seng diekstraksi dari seng blende/sphalerite (seng sulfide) atau calamine/Smithsonite (seng karbonat).

·         Seng sulfide dibakar di udara untuk menghasilkan seng oksida.

2ZnS(s) + 3O2(g) → 2ZnO(s) + 2SO2(g)

Catatan: calamine dapat digunakan secara langsung dalam lelehan seng karena dalam pemanasannya akan menghasilkan seng oksida,

ZnCO_3(s)             →        ZnO_(s) + CO_2(g)

(dekomposisi termal endotermik).

Seng oksida di bakar  dalam smelting furnace dengan karbon (batu karang, agent pereduksi) dan limestone (untuk menghilangkan pengotor asam). Reaksi kimia hampir sama dengan besi dari blast furnace.

·         C_(s) + O_2(g)           →        CO_2(g)

(sangat oksidasi eksotermik, meningkatkan temperature)

·         C_(s) + CO2_(g)       →        2CO_(g)

(C dioksidasi, CO₂ direduksi)

·         ZnO_(s) + CO_(g)    →        Zn_(l) + CO2_(g)

(seng oksida direduksi oleh CO, Zn kehilangan O)

Atau reduksi langsung oleh karbon : 

ZnO_(s) + C_(s)        →        Zn_(l) + CO_(g)

(ZnO direduksi, C dioksidasi)

Karbon monoksida bertindak sebagai agent pereduksi yaitu menghilangkan oksigen dari oksida.

Seng tidak murni kemudian didistilasi frasional dari campuran ampas biji dan logam lainnya seperti timah dan cadmium yang keluar dari pembakaran tinggi pada atmosfer yang kaya akan karbon monoksida dimana menghentikan seng dioksidasi kembali menjadi seng oksida.

Ampas biji dan timah (dengan logam lainnya seperti cadmium) dari dua lapisan dapat ditahan pada dasar furnace.

Seng kemudian dapat dimurnikan lebih lanjut melalui distilasi fraksional ke 2 atau dengan dilarutkan ke dalam larutan asam sulfat dan dimurnikan secara elektrolit.

2.4       Paduan dan Senyawa Seng

            2.4.1    Paduan Seng

Paduan Seng merupakan  salah satu bahan cor yang baik dimana Seng memiliki titik cair yang rendah, sehingga dapat dibentuk dengan berbagai metoda pengecoran. Pressure die Casting dengan “hot chamber system” merupakan proses pengecoran yang paling mudah dan cepat.

Paduan Seng yang dibentuk melalui proses pengecoran digunakan secara luas dalam pembuatan peralatan rumah tangga tempat peralatan optic, sound reproducing instrument part, mainan dan komponen ringan dari kendaraan dan lain lain. Paduan Seng juga dapat difinishing dengan pengecatan atau “electroplating”. Dalam pelaksanaannya proses pembentukan benda kerja dengan cara pengecoran yang menggunakan paduan seng ini sering ditambahkan unsur Aluminium untuk menurunkan titik cairnya serta meningkatkan tegangannya.

Sebagaimana dilakukan pada beberapa jenis paduan lainnya dimana dilakukan “ageing” untuk penuaan melalui pemadatan cepat dalam proses die-Casting, walaupun mengakibatkan penurunan angka kekerasan, nilai impact serta kekuatan tariknya akan tetapi keuletan (ductility) nya akan meningkat secara actual tergantung pada lamanya proses dan kondisi ageing tersebut, biasanya mencapai 5 minggu. Dengan demikian akan diperoleh sifat yang disebut “original-properties”. Setelah proses ageing ini Casting akan menyusut untuk waktu selama 8 tahun dengan kehilangan dimensinya sebesar 0,0015 mm/mm, akan tetapi keadaan ini dapat direduksi dengan proses stabilizing yakni memberikan pemanasan pada temperature 1000 C sebelum machining.

Berikut adalah beberapa logam paduan dari zn:

A.           Kuningan

Kuningan adalah paduan logam tembaga dan logam seng dengan kadar tembaga antara 60-96% massa. Dalam perdagangan dikenal 2 jenis kuningan, yaitu:

·         Kawat kuningan (brass wire) kadar tembaga antara 62-95%

·         Pipa kuningan (seamless brass tube) kadar tembaga antara 60-90%

·         Plat kuningan (brass sheet) kadar tembaga antara 60-90%

Tembaga dalam kuningan membuat kuningan bersifat antiseptik, melewati efek oligodinamis. Contohnya, gagang pintu yang terbuat dari kuningan dapat mendisinfeksi diri dari banyak bakteri dalam waktu 8 jam. Efek ini penting dalam rumah sakit, dan berguna dalam banyak konteks.

Gambar Kuningan

B.            Perak Nikel

Perak nikel sering juga disebut sebagai perak jerman, argentann, paktong, perak baru, campuran nikel atau alpaca. Logam ini terdiri dari campuran tembaga, nikel dan seng. Formulasi umumnya terdiri dari 60% tembaga, 20% nikel dan 20% seng sehingga menghasilkan logam seperti perak. Apalagi setelah di elektroplating atau di krom warna perak, maka logam ini akan benar-benar terlihat perak sesungguhnya. Kata perak nikel diambil karena campuran logam tanpa perak ini menghasilkan logam yang terlihat seperti perak.

Perak nikel ini awalnya sangat popular digunakan sebagai peralatan makan seperti piring, sendok, pisau, garpu dan sejenisnya. Bahkan hingga berkembang untuk kebutuhan resleting, kunci, perhiasan handmade, alat musik, jalur rel, hingga kebutuhan industri berat.

Untuk nama alpaca sendiri dinamakan oleh Berlin dan Ernst August Geitner yang telah menemukan campuran logam perak nikel. Tentu saja akibat warnanya yang mendekati perak, maka logam ini juga digunakan untuk fraud / menipu dan menghasilkan koin logam perak dimana bahan dasarnya bukan lah perak.

Untuk mengetahui perbedaan perak dengan perak nikel kita dapat menggunakan larutan asam penguji, menggunting logam hingga dapat melihat logam di dalam nya. Perak asli akan tetap memiliki kualitas warna yang berbeda dengan perak nikel sebelum di elektro plating / diwarnai lapisan perak.

Gambar Perak Nikel

C.            Solder Lunak

Gambar Solder Lunak

D.           Solder Aluminium

Gambar Solder Lunak

E.            Cadmium Zinc Telluride

Telluride seng kadmium, (CdZnTe) atau CZT, adalah senyawa kadmium, seng dan telurium atau, lebih ketat berbicara, paduan telluride kadmium dan seng telluride. Sebuah semikonduktor celah pita langsung, digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk detektor radiasi, kisi-kisi photorefractive, modulator elektro-optik, sel surya, dan generasi Terahertz dan deteksi. Celah pita bervariasi dari sekitar 1,4-2,2 eV, tergantung pada komposisi.

Radiasi detektor menggunakan CZT dapat beroperasi di langsung-konversi (atau fotokonduktif) mode pada suhu kamar, tidak seperti beberapa bahan lainnya (khususnya germanium) yang memerlukan pendinginan nitrogen cair. Keuntungan relatif mereka termasuk sensitivitas tinggi untuk x-ray dan gamma-sinar, karena nomor atom tinggi dan Te Cd, dan lebih baik energi daripada resolusi detektor sintilator. CZT dapat dibentuk menjadi bentuk yang berbeda untuk mendeteksi radiasi-aplikasi, dan berbagai geometri elektroda, seperti grid coplanar, telah dikembangkan untuk memberikan unipolar (elektron-hanya) operasi, dengan demikian meningkatkan resolusi energi.

Materi yang memiliki koefisien elektro-optik yang tinggi dan transparansi di wilayah pertengahan inframerah, sehingga bahan modulator baik untuk laser inframerah. Sifat yang sama membuatnya berguna untuk mendeteksi gelombang Terahertz.

Penggunaan tambahan sebagai bahan substrat untuk pertumbuhan epitaxial merkuri telluride kadmium (HgCdTe), bahan detektor inframerah. Cd0.96Zn0.04Te hampir sempurna kisi cocok untuk LWIR HgCdTe (80% Hg, Cd 20%). Namun, sulit untuk tumbuh kristal besar komposisi tetap.

Cadmium Telluride Seng sebagai suatu senyawa yang ditemukan non-toksik pada 5g/1kg dalam sebuah "Studi Toksisitas Akut Oral Batas" yang dilakukan oleh Toxikon.

Gambar Solder Lunak

F.             Prestal

Campuran logam Prestal, yang mengandung 78% seng dan 22% aluminium dilaporkan sekuat baja tapi sangat mudah dibentuk seperti plastik. Prestal sangat mudah dibentuk dengan cetakan murah dari keramik atau semen.

           

            2.4.2    Senyawa Seng

Kebanyakan metaloid dan non logam dapat membentuk senyawa biner dengan seng, terkecuali gas mulia. Oksida ZnO merupakan bubuk berwarna putih yang hampir tidak larut dalam larutan netral. Ia bersifat amfoter dan dapat larut dalam larutan asam dan basa kuat.[18] Kalkogenida lainnya seperti ZnS, ZnSe, dan ZnTe memiliki banyak aplikasinya dalam bidang elektronik dan optik. Pniktogenida (Zn₃N₂, Zn₃P₂, Zn₃As₂ dan Zn₃Sb₂), peroksida ZnO₂, hidrida ZnH₂, dan karbida ZnC₂ juga dikenal keberadaannya. Dari keempat unsur halida, ZnF₂ memiliki sifat yang paling ionik, sedangkan sisanya (ZnCl₂, ZnBr₂, dan ZnI₂) bertitik lebur rendah dan dianggap lebih bersifat kovalen.

·         Seng asetat basa

Dalam larutan basa lemah yang mengandung ion Zn²⁺, hidroksida dari seng Zn(OH)₂ terbentuk sebagai endapat putih. Dalam larutan yang lebih alkalin, hidroksida ini akan terlarut dalam bentuk [Zn(OH)₄]^2-. Senyawa nitrat Zn(NO₃)₂, klorat Zn(ClO₃)₂, sulfat ZnSO₄, fosfat Zn₃(PO₄)₂, molibdat ZnMoO₄, sianida Zn(CN)₂, arsenit Zn(AsO₂)₂, arsenat Zn(AsO₄)₂.8H₂O dan kromat ZnCrO₄ merupakan beberapa contoh senyawa anorganik seng. Salah satu contoh senyawa organik paling sederhana dari seng adalah senyawa asetat Zn(O₂CCH₃)₂.

Senyawa organo seng merupakan senyawa-senyawa yang mengandung ikatan kovalen seng-karbon. Dietilseng ((C₂H₅)₂Zn) merupakan salah satu reagen dalam kimia sintesis. Senyawa ini pertama kali dilaporkan pada tahun 1848 dari reaksi antara seng dengan etil iodida dan merupakan senyawa yang pertama kali diketahui memiliki ikatan sigma logam-karbon. Dekametildizinkosena mengandung ikatan seng-seng kovalen yang kuat pada suhu kamar.

Senyawa-senyawa seng

a.       Zink klorida (ZnCl2)

Senyawa ini bersifat molekuler, bukan ionik karena memiliki titik leleh nisbi rendah dan mudah menyublim.

b.      Zink oksida (ZnO)

Bersifat amfoterik dan membentuk zinkat dengan basa. Zink oksida dibuat melalui oksida zink panas di udara.

c.       Zinkat

Adalah garam yang terbentuk oleh larutan zink atau oksida dalam alkali. Rumusnya sering ditulis ZnO₂^2- walaupun dalam larutan berair ion yang mungkin adalah ion kompleks dengan ion Zn^2- terkoordinasi dengan ion OH^-. Ion ZnO₂^2- dapat berada sebagai lelehan natrium zinkat, tetapi kebanyakan zinkat padat adalah campuran dari berbagai oksida.

d.      Zink blende

Struktur krital dengan atom zink yang dikelilingi oleh empat atom sulfur pada sudut-sudut tetrahedron, setiap sulfur dikelilingi oleh empat atom zink. Kristal ini tergolong sistem kubus.

e.       Zink sulfat

Bentuk umumnya adalah ZnSO₄.7H₂O Senyawa ini kehilangan air diatas 30°C menghasilkan heksahidrat dan molekul air selanjutnya dilepaskan diatas 100°C menghasilkan monohidrat. Garam anhidrat terbentuk pada 450°C dan ini mengurai diatas 500°C.

f.       Zink sulfide (ZnS)

Menyublim pada 1180 °C.

g.      Zink hidroksida Zn(OH)₂

Zn hidroksi bersifat amfoter dan dapat membentuk kompleks amina bila direaksikan dengan ammonia kuat berlebih.

2.5       Manfaat Seng dan Senyawanya

Sekitar 35% dari seng diproduksi di seluruh dunia digunakan untuk menggembleng besi, i1 20% digunakan dalam produksi kuningan, 25% dalam paduan lainnya, 10% sebagai lembaran seng, sedangkan 10% sisanya diserap dalam aplikasi yang berbeda.

Seng diproduksi dalam beberapa kelas tergantung pada tingkat kemurnian yang dapat bervariasi dari%, paling murni 99,995-98%. Standar kualitas bervariasi dari negara ke negara, dan hanya berbeda dalam beberapa rincian. UNI 6 memberikan kualitas seng. Dua yang pertama, kemurnian yang lebih besar (dari 99,995 dan 99,99), digunakan untuk pembuatan paduan, yang paling penting yang ditujukan untuk casting atau die casting.

Unsur-unsur paduan biasanya Al, Mg, Cu. Paduan ini, yang mencair pada suhu yang relatif rendah (sekitar 380-480 ° C), memiliki penyusutan yang sangat rendah dan fluiditas tinggi. Fitur-fitur ini memungkinkan merger juga sangat rumit.

Seng 99,99% juga digunakan untuk persiapan paduan untuk pembuatan Dingin digulung, profil, bar diekstrusi, anoda korban. Hal ini juga digunakan dalam produksi cat kawat dan bubuk. Seng 99,95%, karena kandungan yang relatif tinggi kotoran, digunakan untuk memproduksi kuningan, perunggu dan galvanis.

Seng 99,9% digunakan untuk casting. Akhirnya, kualitas 98,5% memiliki jangkauan terbesar aplikasi dalam galvanis. Konstruksi, penggunaan seng digulung memiliki sejarah panjang, dan untuk membuat non-ferrous material, atap dan kelongsong. lebih banyak digunakan. Atap seng laminasi menjamin layanan panjang kehidupan.

Saat ini di pasaran terbuat dari paduan Zn-Cu berguling-Ti, serta memastikan kekuatan tekan tinggi, memiliki kekuatan tarik yang sangat baik dan creep. Zinc juga digunakan dalam elemen non-struktural: hujan, talang hujan, panel dekoratif.

Seng untuk melindungi baja

Galvanisasi adalah metode yang paling banyak digunakan lapisan pelindung untuk paduan besi. Lapisan seng adalah perlindungan paduan besi terhadap efek korosif oksigen atmosfer dan uap air. Pertama, mencegah kontak fisik dari baja dengan udara, kemudian, jika lapisan seng dipecah untuk mengekspos paduan besi yang mendasari, seng baja kurang mulia dilindungi sehingga diskontinuitas lapisan kehilangan karakter dari bahaya, seperti lapisan seng yang dibutuhkan pada operasi Anoda, melindungi baja (perlindungan katodik dari baja).

Paduan seng-besi diperoleh dengan teknik yang berbeda:

1.      Hot dip galvanizing;

2.      logam penyemprotan;

3.      cat kaya seng;

4.      perlindungan katodik;

5.      galvanis cold-rolled;

6.      elektroplating seng;

7.      sherardizzazione.

2.5.1    Hot dip galvanizing

Proses ini terdiri dari lapisan besi atau produk baja dengan cara merendam dalam bak seng cair, juga disebut elektroplating. Proses ini menggunakan, tertua sederhana dan luas lapisan seng pada besi. Ini telah menjadi evolusi besar dalam beberapa tahun terakhir, khususnya melalui inovasi coninua laminate strip baja galvanis. Sistem otomatis juga untuk menggembleng pipa, batang untuk kawat beton, pertukangan dan umum.

Artefak, sebelum mengalami proses, harus bebas dari residu minyak, cat minyak, dan pengelasan terak hadir sebagai hasil dari operasi sebelumnya. Setelah pembersih, artefak yang diawetkan dalam asam klorida encer sehingga oksida besi diubah menjadi ferri klorida, larut. Beberapa besi cor dan baja untuk silikon sulit untuk menggembleng.

Sebelum datang ke dalam kontak dengan produk seng cair melewati lapisan AC, terdiri dari seng dan garam amonium ganda yang mengapung di atas seng cair. Ini memiliki fungsi ganda: untuk menghilangkan kotoran pada besi (misalnya klorida tetap patuh setelah acar) dan untuk mencegah oksida seng cair di bawah. Dengan cara ini permukaan material besi siap untuk dikombinasikan dengan seng untuk membentuk lapisan 70-120 pM spesssore terbuat dari paduan yang berbeda. Ini bervariasi dalam komposisi ketika mereka bergerak menjauh dari besi menjadi semakin kaya seng. Paduan ini diperoleh pada suhu di atas titik leleh seng murni dan, karenanya, hadir dalam objek dilapisi electrolytically.

Hot dip galvanizing menyediakan, di luar perlindungan galvanik, termasuk perlindungan fisik. Lapisan pelindung memiliki ketahanan yang tinggi terhadap abrasi dan tindakan mekanis. Suhu mandi galvanis mempengaruhi penampilan artefak dan keberhasilan seluruh prosedur. Suhu terlalu tinggi nikmat pembentukan terak dan menghasilkan deposit kasar dan kusam. Terlalu rendah suhu daun, bagaimanapun, sebuah artefak pada ketebalan yang tidak merata seng, rapuh, itu memecah. Waktu perendaman bervariasi tergantung pada ketebalan yang Anda inginkan. Ekstraksi dari kamar mandi harus dipenuhi sedemikian rupa untuk memaksimalkan casting seng, sehingga permukaan yang halus dan seragam mungkin. Benda berongga harus memiliki bukaan cukup besar untuk memungkinkan mudah masuk dan keluar dari seng cair.

2.5.2    Logam penyemprotan

Metalisasi adalah untuk proyek, dengan jet udara terkompresi pada permukaan logam yang akan dilindungi, seng halus bubuk, kawat seng dari kemurnian yang tinggi. Senjata khusus digunakan di mana seng meleleh pada suhu tinggi menggunakan campuran oksigen-asetilen. Persiapan permukaan harus sangat berhati-hati untuk menghapus semua jejak minyak, cat oksida, besi. Tujuannya adalah mencapai permukaan dengan peledakan abrasif. Hal ini diperlukan bahwa permukaan muncul berkerut setelah sandblasting untuk meningkatkan pelabuhan seng.

 Keuntungan dari metode ini adalah sebagai berikut:

·         teknologi dengan peralatan praktis dan mudah dibaca, untuk digunakan pada situs dan di bengkel;

·         kemungkinan mengobati potongan dari berbagai ukuran;

·         sedang panas (80-85 ° C maks) dari bagian diobati, sehingga tidak ada deformasi;

·         deposito dengan variabel ketebalan.

Semprot seng dibuat dengan lapisan 40-200 pM memberikan perlindungan terhadap korosi untuk umur panjang. Dengan teknik ini Anda dapat melindungi jembatan, pertukangan berbagai, mesin termal atau listrik khusus, struktur dilas, dll.

2.5.3    Cat kaya seng

Cat dengan kandungan tinggi dari logam seng (minimal 93% kering) memberikan hasil yang sangat baik untuk perlindungan dari baja. Mereka tampak kusam, kering dan mengeras keluar dengan cepat. Setelah kering, lapisan pelindung terdiri dari sebuah film yang dibentuk oleh lapisan kering dari kendaraan mengandung partikel seng. Dengan cara ini, cat cathodically melindungi baja di bawah ini. Bahkan dalam hal ini adalah penting sebelum menerapkan cat, membuat pembersihan yang baik dari permukaan struktur harus dilindungi.

2.5.4    Perlindungan katodik

Perlindungan ini didasarkan pada perbedaan potensial yang ada antara seng dan baja, seng sebagai anoda dan katoda baja. Perlindungan ini tidak memerlukan daya eksternal dan membutuhkan sedikit pemeliharaan.

2.5.4    Galvanis cold-rolled

Galvanis cold-rolled terdiri dari meliputi permukaan yang akan dilindungi dengan pita tipis seng kemurnian tinggi dengan ketebalan 80 = 100 mikron. Rekaman itu dibuat untuk mematuhi struktur menggunakan perekat dengan konduktivitas listrik yang tinggi. Dengan cara ini Anda bisa mendapatkan perlindungan pasif dan aktif gabungan.

2.5.4    Electroplating Seng

Proses ini adalah untuk mendapatkan lapisan seng dengan elektrolisis. Kamar mandi biasanya didasarkan pada asam atau larutan alkali garam seng. Anoda adalah seng (umumnya 99,99%) atau artikel yang akan dilapisi, degreased dan acar, bertindak sebagai katoda. Hal ini dapat melaksanakan perawatan di lembaran logam terus menerus dan kawat. Ketebalan seng yang sederhana dan disimpan berkisar antara 2 dan 20 mikron. Mengingat ketebalan yang terbatas mereka tidak memiliki umur panjang dalam lingkungan outdoor.

2.5.5    Sherardizzazione

Ini adalah proses difusi dari seng dalam baja (sementasi). Dengan prosedur ini dapat mengambil artifak dengan lapisan seragam seng pada suhu yang lebih rendah dari titik leleh dari seng itu sendiri. Objek ditempatkan bersama dengan debu zinc (seng abu-abu) dalam silinder berputar tertutup, dipanaskan secara eksternal untuk sekitar 400 ° C. Operasi berlangsung dari satu sampai sepuluh jam, tergantung pada objek, yang umumnya kecil dalam ukuran dan bentuk bervariasi.

Anda mendapatkan lapisan abu-abu terdiri dari kelongsong Fe-Zn paduan yang ketebalan adalah fungsi dari waktu pengobatan. Menurut UNI 5464-69 sherardizzazione Anda memiliki tiga kelas: ketebalan 5-10 mM, 10 ¬ 30 pM dan lebih dari 30 mikron. Sesuai dengan ketebalan yang lebih besar lebih besar resistansi terhadap korosi. Pengukuran ketebalan dapat dilakukan dengan menggunakan micrographic, magnetik atau kimia.

Perawatan ini sangat cocok untuk baut, karena ketebalan yang diperoleh adalah seragam di seluruh bagian potongan.

.          

2.5.6    Kegunaan Lain

Selain dari yang telah dijelaskan, kegunaan lain dari seng adalah

·         Digunakan untuk bahan baterai.

·         Zink dan alinasenya digunakan untuk cetakan logam, penyepuhan listrik dan metalurgi bubuk.

·         Zink dalam bentuk oksida digunakan untuk industri kosmetik (mencegah kulit agar tidak kering dan tidak terbakar sinar matahari), plastik, karet, sabun, pigmen warna putih dalam cat dan tinta (ZnO).

·         Zink dalam bentuk sulfida digunakan sebagai pigmen fosfor serta untuk industri tabung televisi dan lampu pendar.

·         Zink dalam bentuk klorida digunakan sebagai deodoran dan untuk pengawetan kayu.

·         Zink sulfat untuk mordan (pewarnaan), stiptik (untuk mencegah pendarahan), sebagai supply seng dalam makanan hewan serta pupuk.

·         Pelapisan cat khususnya dalm industri automobil.

·         Zn-oksida untuk pembuatan pigmen putih cat air atau cat, sebagai aktifator pada industri karet; melapisi kulit guna mencegah dehidrasi kulit, melindungi kulit dari sengatan sinar matahari, sebagai bahan diaper pada bayi guna mencegah kulit luka/kemerahan, industry karet dan untuk opaque sunscreen.

·         Bahan dinding-lantai logam untuk bahan insektisida dapur.

·         Zn-metil (Zn(CH₃)₂) untuk pembuatan berbagai senyawa organic; Zn-Stearat digunakan sebagai aditif penghalus plastic.

·         Sebagai anode bahan bakarzinc-air-battery.

·         Zn-hidroksi-karbonat dan silikat untuk pembuatan lotion pencegah kulit luka/alergi/kemerahan.

·         Sebagai bahan suplemen vitamin atau mineral yang memiliki aktivitas antioksidan guna mencegah penuaan dini serta mempercepat proses penyembuhan.

·         Zn-glukonat glisin dan Zn-asetat yang digunakan sebagai pelega tenggorokan (throat lozenges) saat musim dingin.

2.6       Tingkat Bahaya Seng

            2.6.1    Bagi Kesehatan

Seng adalah mikromineral yang ada di mana-mana dalam jaringan manusia/hewan dan terlibat dalam fungsi berbagai enzim dalam proses metabolisme. Tubuh manusia dewasa mengandung 2-2,5 gram seng. Tiga perempat dari jumlah tersebut berada dalam tulang dan mobilisasinya sangat lambat. Dalam konsentrasi tinggi seng ditemukan juga pada iris, retina, hepar, pankreas, ginjal, kulit, otot, testis dan rambut, sehingga kekurangan seng berpengaruh pada jaringan-jaringan tersebut. Di dalam darah seng terutama terdapat dalam sel darah merah, sedikit ditemukan dalam sel darah putih, trombosit dan serum. Kira-kira 1/3 seng serum berikatan dengan albumin atau asam amino histidin dan sistein. Dalam 100 ml darah terdapat 900 ml seng dan dalam 100 ml plasma terdapat 90-130 mg seng. Seng terlibat pada lebih dari 90 enzim yang hubungannya denga metabolisme karbohidrat dan energi, degradasi/sintesis protein, sintesis asam nukleat, biosintesis heme, transpor CO2 (anhidrase karbonik) dan reaksi-reaksi lain.

Pengaruh yang paling nyata adalah dalam metabolisme, fungsi dan pemeliharaan kulit, pankreas dan organ-organ reproduksi pria, terutama pada perubahan testosteron menjadi dehidrotestosteron yang aktif. Dalam pankreas, seng ada hubungannya dengan banyaknya sekresi protease yang dibutuhkan untuk pencernaan.

Kelebihan seng (Zn) hingga dua sampai tiga kali AKG menurunkan absorbsi tembaga. Kelebihan sampai sepuluh kali AKG mempengaruhi metabolisme kolesterol, mengubah nilai lipoprotein, dan tampaknya dapat mempercepat timbulnya aterosklerosis. Dosis konsumsi seng (Zn) sebanyak 2 gram atau lebih dapat menyebabkan muntah, diare, demam, kelelahan yang sangat, anemia, dan gangguan reproduksi. Suplemen seng (Zn) bisa menyebabkan keracunan, begitupun makanan yang asam dan disimpan dalam kaleng yang dilapisi seng (Zn) (Almatsier, 2001 dalam Anonim, 2010). 

Logam Zn sebenarnya tidak toksik, tetapi dalam keadaan sebagai ion, Zn bebas memiliki toksisitas tinggi .zinc shakes atau zinc chills disebabkan oleh inhalasi Zn-oksida selama proses galvanisasi atau penyambungan bahan yang mengandung Zn. Meskipun Zn merupakan unsure esensial bagi tubuh, tetapi dalam dosis tinggi Zn dapat berbahaya dan bersifat toksik. Absopsi Zn berlebih mampu menekan absorpsi Co dan Fe.Paparan Zn dosis besar sangat jarang terjadi. Zn tidak diakumulasi sesuai bertambahnya waktu paparan karena Zn dalam tubuh akan diatur oleh mekanisme homeostatik, sedangkan kelebihan Zn akan diabsorpsi dan disimpan dalam hati(Widowati et al, 2008).
Zn yang berlebih dan dicampurkan dalm makanan dapat menyebabkan hidrosefalus pada hewan uji tikus dan juga akan memengaruhi metabolisme dalm perkembangan mesoderm untuk rangka.

Konsumsi Zn berlebih mampu mengakibatkan defisiensi mineral lain. Toksisitas Zn bisa berifat akut dan kronis. Intake Zn 150-450 mg/ hari mengakibatkan penurunan kadar Cu, pengubahan fungsi Fe, pengurangan imunitas tubuh, serta pengurangan kadar high density lipoprotein (HDL) kolesterol. Satu kasus yang dilaporkan karena seseorang mengonsumsi 4 g Zn-glukonat (570 mg unsure Zn) yang setelah 30 menit berakibat mual dan muntah.Pemberian dosis tunggal sebesar225-50 mg Zn bisa mengakibatkan muntah, sedangkan pemberian suplemen dengan dosis 50-150 mg/ hari mengakibatkan sakit pada alat pencernaan. Konsumsi Zn berlebih dalam jangka waktu lam bisa mengakibatkan defisiensi Cu. Total asupan Zn sebesar 60 mg/ hari (50 mg suplemen Zn dan 10 mg Zn dari makanan) dapat nmengakibatkan defisiensi Cu. Konsumsi Zn lebih dari 50 mg/ hari selama beberapa minggu bisa menggangu ketersediaan biologi Cu, sedangkan konsumsi Zn yang tinggi bisa mempengaruhi sintesis ikatan Cu protein atau metalotionin dalam usus. Konsumsi Zn berlebih akan menggangu metabolisme mineral lain, khususnya Fe dan Cu(Widowati et al, 2008).

Ion Zn bebas dalam larutan bersifat sangat toksik bagi tanaman, hewan invertebrate, dan ikan. Penggunaan intranasal atau nasal spray Zn bagi penderita sakit tenggorokan bisa mengakibatkan kehilangan indra penciuman (anosnia). Inhalasi debu Zn-oksida bisa mengakibatkan metal iume fever(Widowati et al, 2008).
Toksisitas akut Zn terjadi sebagai akibat dari tindakan mengonsumsi makanan dan minuman yang terkontaminasi Zn dari wadah/ panic yang dilapisi Zn. Gejala toksisitas akut bisa berupa sakit lambung, diare, mual, dan muntah. Pemberian bersama suplemen Zn dan jenis antibiotik tertentu, yaitutetracyclines dan quinolones bisa mengurangi absorpsi antibiotic sehinnga daya sembuh berkurang(Widowati et al, 2008).

            2.6.2    Bagi lingkungan

Produksi seng dunia masih meningkat. Ini pada dasarnya berarti bahwa semakin banyak seng berakhir di lingkungan. Air tercemar dengan seng, karena adanya jumlah besar dari seng dalam air limbah tanaman industri. Air limbah ini tidak dimurnikan memuaskan. Salah satu konsekuensi adalah bahwa sungai tercemar penyetoran seng-lumpur di bank mereka. Zinc juga dapat meningkatkan keasaman air.

  Beberapa ikan dapat terakumulasi seng dalam tubuh mereka, ketika mereka tinggal di seng-saluran air yang terkontaminasi. Ketika seng memasuki tubuh ikan ini ia mampu bio memperbesar sampai rantai makanan. Jumlah besar seng dapat ditemukan di tanah. Ketika tanah lahan pertanian yang tercemar dengan seng, hewan akan menyerap konsentrasi yang merusak kesehatan mereka. Larut dalam air seng yang terletak di tanah dapat mencemari air tanah.

Seng tidak bisa hanya menjadi ancaman bagi ternak, tetapi juga untuk spesies tanaman. Tanaman sering memiliki serapan seng yang sistem mereka tidak dapat menangani, karena akumulasi dari seng di tanah. Pada tanah yang kaya seng hanya sejumlah terbatas tanaman memiliki kesempatan untuk bertahan hidup. Itulah sebabnya tidak ada banyak keanekaragaman tanaman di dekat pabrik-pabrik membuang seng. Karena efek pada seng tanaman merupakan ancaman serius terhadap produksi lahan pertanian. Meskipun ini mengandung seng pupuk masih diterapkan. Akhirnya, seng dapat mengganggu aktivitas dalam tanah, karena pengaruh negatif aktivitas microrganisms dan cacing tanah. Rincian materi organik serius dapat memperlambat karena hal ini.

Sumber utama pemasukan logam ke dalam lingkungan berasal daripenggunaan pupuk kimia yang mengandung logam Cu dan Zn, buangan limbahrumah tangga yang mengandung logam Zn seperti korosi pipa-pipa air dan produk-produk konsumer (misalnya, formula detergen) yang tidak diperhatikansarana pembuangannya (Connel dan Miller, 1991 dalam Al-Harisi 2008).

Selain itu pemasukan logam ke dalam lingkungan berasal dari buangan limbah rumah tangga yang mengandung logam Zn seperti korosi pipa-pipaair dan produk-produk konsumen (misalnya, formula detergen) yang tidakdiperhatikan sarana pembuangannya (Connel dan Miller, 1991 dalam Al-Harisi, 2008).

2.6.3    Pencegahan Pencemaran Zn

Reverse osmosis adalah proses pemisahan logam berat oleh membran semipermeabel dengan menggunakan perbedaan tekanan luar dengan tekanan osmotik dari limbah, kerugian sistem ini adalah biaya yang. Teknik elektrodialisis menggunakan membran ion selektif permeabel berdasarkan perbedaan potensial antara 2 elektroda yang menyebabkan perpindahan kation dan anion, juga menimbulkan kerugian yakni terbentuknya senyawa logam-hidroksi yang menutupi membran, sedangkan melalui ultrafiltrasi yaitu penyaringan dengan tekanan tinggi melalui membran berpori, juga merugikan karena menimbulkan banyak sludge (lumpur).

Istilah bioabsorpsi tidak dapat dilepaskan dari istilah bioremoval karena bioabsorpsi merupakan bagian dari bioremoval. Bioremoval dapat diartikan sebagai terkonsentrasi dan terakumulasinya bahan penyebab polusi atau polutan dalam suatu perairan oleh material biologi, yang mana material biologi tersebut dapat me-recovery polutan sehingga dapat dibuang dan ramah terhadap lingkungan. Proses bioabsorpsi ini dapat terjadi karena adanya material biologi yang disebut biosorben dan adanya larutan yang mengandung logam berat (dengan afinitas yang tinggi) sehingga mudah terikat pada biosorben(Anonim, 2010).

Beberapa jenis mikroorganisme yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan bioabsorpsi terutama adalah dari golongan alga yakni alga dari divisi Phaeophyta, Rhodophyta dan Chlorophyta (Anonim, 2010).

Gugus amina dan hidroksil yang dimiliki kitosa memiliki kemampuan menyerap logam berat yang terdapat dalam limbah cair industri. Jenis limbah yang dihasilkan dalam industri yang dapat diabsorbsi adalah arsenik (As), kadmium (Cd), krom (Cr), timbal (Pb), tembaga (Cu), dan seng (Zn) dengan metode penukar ion. Tanaman sebagai hiperakumulator seng (Zn) adalah Thlaspi caerulescens. Daunnya mampu mengakumulasi Zn sebesar 39.600 ppm(Widowati et al, 2008).

Pohon bakau mampu mengakumulasi tembaga (Cu), besi (Fe), dan seng (Zn). Kemampuan vegetasi mangrove dalam mengakumulasi logam berat bisa dijadikan alternatif perlindungan (Widowati et al, 2008).

BAB III

ARSENIK (As) DAN SENYAWANYA

3.1       Sejarah Arsenik

Arsen, arsenik, atau arsenikum adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol As dan nomor atom 33. Ini adalah bahan metaloid yang terkenal beracun dan memiliki tiga bentuk alotropik; kuning, hitam dan abu-abu. Arsenik dan senyawa arsenik digunakan sebagai pestisida, herbisida dan insektisida dan beragam aloy. Unsure arsenik ditemukan pada sekitar tahun 1250 oleh Albertus Magnus. Kata arsenic berasal dari bahasa Persia: Zarnik yang berarti “orpiment kuning”. Zarnik berasal dari bahasa Yunani sebagai arsenikon. Arsenic dikenal dan digunakan di Persia dan banyak tempat lainnnya sejak zaman dahulu. Bahan ini sering digunakan untuk membunuh dengan gejala keracunan yang sulit untuk dijelaskan. Beberapa metode untuk mendeteksi keberadaan arsenic telah dilakukan sejak sekitar abad ke 18. Namun pada tahun 1836 ditemukan metode yang lebih akurat untuk mendeteksi berbagai arsen, yakni metode Uji Marsh, yang mana metode ini merupakan uji kimia sensitive dengan mencampurkan sampel berisi arsen dengan logam seng dan asam sulfat. Metode ini sering digunakan untuk menemukan keberadaan berbagai arsen dalam tubuh manusia hingga sekarang. Karena sering digunakan oleh para penguasa untuk menyingkirkan lawan-lawannya dan karena daya bunuhnya yang luar biasa serta sulit dideteksi, arsenik disebut Racun para raja, dan Raja dari semua racun.

Gambar 3.1 : Pada tahun 1900, Paul Ehrlich menemukan senyawa arsenik ‘Salvarsan’, yang digunakan untuk membunuh bakteri penyebab sifilis.

Dahulu, arsenic sering digunakan pada pembuatan alat – alat perunggu untuk membuat campuran alat tersebut dapat menjadi lebih keras. Selain itu, warangan yang sering digunakan sebagai bahan pelapis permukaan keris, mengandung bahan utama arsen. Arsen membangkitkan penampilan pamor keris dengan mempertegas kontras pada pamor.

Pada zaman Ratu Victotria di Britania Raya, arsenic dicampurkan dengan cuka dan kapur lalu dimakan oleh kaum perempuan untuk meningkatkan penampilan wajah Mereka, membuat kulit Mereka lebih putih untuk menunjukan bahwa Mereka tidak bekerja di ladang. Arsenik juga digosokkan di muka dan di lengan kaum perempuan untuk memutihkan kulit Mereka. Namun pada masa sekarang, hal tersebut sangat tidak dianjurkan karena sangat membahayakan kesehatan tubuh terutama kulit.

3.2       Karakteristik Arsenik

            3.2.1    Karakteristik Umum

	Gambar 3.2.1 (1) : Simbol alkemi arsenik

 

Arsenic secara kimiawi memiliki karakteristik yang serupa dengan fosfor, dan sering dapat dipergunakan sebagai pengganti dalam berbagai reaksi biokimia dan juga memiliki sifat beracun. Dalam bentuk unsure, arsenic sebenarnya tidak berbahaya. Akan tetapi, jika dalam bentuk senyawa oksidanya, arsenic dioksida (As₂O₃), unsure ini bersifat racun. Ketika dipanaskan, arsenic akan cepat teroksidasi menjadi oksida arsenic yang berbau seperti bau bawang putih. Senyawa arsenic oksida berbentuk serbuk putih yang larut dalam air, tidak berasa dan sukar dideteksi jika telah lama diminum. Dengan sifat ini, sangat sulit untuk melihat apakah air yang diminum atau dikonsumsi untuk kebutuhan sehari – hari telah terkontaminasi dengan arsenic atau tidak. Selain itu, Gejala orang yang keracunan arsen memang seringkali tidak dapat dibedakan dengan gejala orang yang terserang penyakit kolera atau disentri. Demikian juga gejala keracunan bahan-bahan beracun lain. Pada umumnya menyerupai gejala orang terserang penyakitArsenik dan beberapa senyawa arsenic juga dapat langsung tersublimasi, berubah dari padat menjadi gas tanpa menjadi cairan terlebih dahulu. Zat dasar arsenic ditemukan dalam dua bentuk padat, yakni yang berwarna kuning dan metalik, dengan berat jenis masing – masing 1,97 dan 5,73 (Gambar 3.2.1 (2)).

Arsen dapat dalam bentuk inorganic bervalensi tiga dan bervalensi lima. Bentuk inorgarnik yang bervalensi tiga adalah arsenic trioksid,, sodium arsenic, dan arsenic triklorida, sedangkan bentuk inorganic bervalensi lima adalah arsenic pentosida, asam arsenic, dan arsenat (Pb arsenat, Ca arsenat). Arsen yang bervalensi tiga (trioksid) merupakan bahan kimia yang cukup potensial untuk menimbulkan terjadinya keracunan.

Adapun bentuk alotropik arsen di alam di tunjukan oleh gambar berikut:

		(a)				(b)

 

Gambar 3.2.1 : (a) bentuk alotropik arsenic kuning, (b) abu-abu.

           

            Seperti yang telah diuraikan diatas, secara alami arsenic banyak tersedia di alam. Selain dapat ditemukan di udara, air maupun makanan, arsen juga dapat ditemukan di industry seperti industry pestisida, proses pengecoran logam, maupun pusat tenaga geothermal. Elemen yang mengandung arsen dalam jumlah sedikit atau komponen arsen organic (biasanya ditemukan pada produk laut seperti ikan laut) biasanya tidak beracun (tidak toksik).

            Massa atom relative (Ar) dari arsen adalah 74,92160 g/mol. Jumlah electron tiap kulit berturut-turut adalah 2, 8, 18, 5. Sedang konfigurasi electron darsi arsen (As) adalah [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p³.

            3.2.2    Sifat Fisik

                                    Sifat fisik arsenic diberikan dalam table berikut:

Struktur Kristal	Rhombohedral
Fase	Solid
Densitas (25oC)	5,727 g/cm3
Densitas (titik lebur)	5,22 g/cm3
Titik lebur	817 oC
Titik didih	614oC
Kalor peleburan	(abu-abu) 24,44 KJ/mol
Kalor penguapan	34,76 KJ/mol
Kapasitas kalor (25oC)	24,64 J/mol.K
Elektronegativitas	2,18 (skala Pauling)
Energi Ionisasi	Pertama : 947,0 KJ/mol Kedua     : 1798 KJ/mol Ketiga     : 2735 KJ/mol

           

3.2.3    Sifat Kimia

1.      Ketika dipanaskan, arsenik akan cepat teroksidasi menjadi oksida arsenic. Dengan reaksi sebagai berikut:

4As _(s) + 5O_{2 (g)}         →      As₄O_{10 (s)}

          4As _(s) + 3O_{2 (g)}         →      As₄O_{6 (s)}

2.      Arsenik dan beberapa senyawa arsenik juga dapat langsung tersublimasi,

3.      Arsenik tidak bereaksi dengan air dalam kondisi normal,

4.      Padatan arsenic dapat bereaksi dengan gas halogen membentuk beragam senyawa:

a)      Dengan gas Fluorin (F₂), dengan reaksinya seperti dibawah ini:

2As _(s) + 5F_{2 (g)} → 2 AsF_{5 (g)} [menghasilkan senyawa colorless / tidak berwarna]

2As _(s) + 3F_{2 (g)} → 2AsF_{3 (l)}   [menghasilkan senyawa colorless / tidak berwarna]

b)     Dengan gas Klorin (Cl₂), dengan reaksinya seperti dibawah ini:

2As _(s) + 3Cl_{2 (g)} → 2AsCl_{3 (l)} [menghasilkan senyawa colorless / tidak berwarna]

c)      Dengan gas Bromin (Br₂), dengan reaksinya seperti dibawah ini:

2As _(s) + 3Br_{2 (g)} → 2AsBr_{3 (s)} [menghasilkan senyawa berwarna pale yellow / kuning pucat]

d)     Dengan gas Iodin (I₂), dengan reaksinya seperti dibawah ini:

2As _(s) + 3I_{2 (g)} → 2AsI_{3 (s)} [menghasilkan senyawa berwarna red / merah]

            3.2.4    Sifat Mekanik

                                    Sifat mekanik arsenic diberikan dalam table berikut:

Resistivitas listrik (20oC)	333 nΩ.m
Konduktivitas termal (300 K)	50,2 W/(m.K)
Modulus Young	8 Gpa
Modulus Ruah	22 Gpa
Skala Kekerasan Mohs	3,5
Kekerasan Brinell	1440 MPa

3.3       Sumber dan Proses Pembuatan Arsenik

3.3.1        Sumber Arsenik Di Alam

Keberadaan Arsen di Dunia

Banyak negara  di Asia, seperti Vietnam, Bangladesh, Kamboja, Indonesia, dan Tibet, diduga memiliki lingkungan geologi yang kondusif untuk menghasilkan air tanah yang mengandung arsenik dalam kadar yang tinggi.

Selain itu arsenic juga terdapat di Negara-negara di benua lain dalam kadar yang cukup tinggi seperti Argentina, Cile, Peru, Hungaria, Australia, dan Amerika Serikat.

Sedang keberadaan Arsenik di Amerika Serikat dapat ditunjukan oleh gambar berikut:

	Gambar 3.3.1  (1): penyebaran dan konsentrasi arsen di Amerika Serikat

 

Klasifikasi arsen

            Arsenik di alam di klasifikasikan menjadi dua kategori yaitu arsen anorganic dan arsen organic. Perbedaan keduanya adalah sebagai berikut:

ü  Arsen Anorganik: Sebagian besar di alam arsen Anorganik dapat larut dalam air atau berbentuk gas seperti pada campuran Arsen dan Oksigen, klorin atau belerang.

ü  Arsen Organik: Senyawa Arsen organic adalah saat arsen berikatan dengan atom karbon dan Hidrogen. Senyawa ini terakumulasi di ikan dan kerang-kerangan sebagai arsenobetain dan arsenokolin.

Arsen di Alam:

Kebanyakan wilayah dengan kandungan arsen tertinggi adalah daerah aluvial yang merupakan endapan lumpur sungai dan tanah dengan kaya bahan organik.

Arsen terutama terdapat di dalam tanah dalam konsentrasi yang bervariasi. Tanah yang “normal” mempunyai kandungan arsen tidak lebih dari 20 ppm (part per million). Arsen dalam tanah akan diserap oleh  akar tumbuhan dan masuk ke dalam bagian-bagian tumbuhan sehingga tumbuhan mengandung arsen. Adanya arsen dalam tanah akan menyebabkan sebagian arsen larut di dalam air. Arsen ini kemudian akan menjadi makanan plankton yang kemudian akan dimakan ikan. Jadi secara tidak langsung manusia yang mengkonsumsi ikan akan mengkonsumsi arsen. Senyawa arsen yang paling sering dijumpai pada makanan adalah arsenobetaine dan arsenocholine, yang merupakan  varian arsen organic yang relatif non toksik. Senyawa arsen juga banyak dijumpai pada daerah pertambangan, karena senyawa arsen merupakan produk sampingan dari ekstraksi logam Pb, Cu maupun Au. Dalam pertambangan tersebut, senyawa arsen tersebut merupakan kontaminan pada air sumur keadaan normal, setiap hari tidak kurang dari 0,5 - 1 mg arsen akan masuk ke dalam tubuh kita melalui makanan dan minuman yang kita konsumsi. Dengan demikian, di dalam darah orang normalpun, kita  dapat menjumpai adanya arsen.

Di alam arsen terdapat pada sumber berikut:

·         Batuan (tanah) dan sedimen

Pada batuan arseniki terdistribusi sebagai mineral, seperti pada arsenopyrite, brealgar, orpiment. Kandungannya di bumi sekitar 1,5-2mg/kg. Ditemukan juga pada sedimen

Sedangkan dalam sedimen kandungan Arsen di bawah 10 mg/kg berat kering.

Berikut data kandungan arsen dalam batu api dan batu alam:

·         Air

Beberapa tempat  di bumi mengandung arsen yang cukup tinggi sehingga dapat merembes ke air tanah. Arsenik dalam air tanah bersifat alami dan dilepaskan dari sedimen ke dalam air tanah.

·         Biota

Penyerapan ion arsenat dalam tanah oleh komponen besi dan alumunium, merupakan kebalikan penyerapan arsen pada tanaman. Tanaman yang tumbuh pada tanah yang terkontaminasi arsen selayaknya mengandung kadar arsen yang tinggi pada bagian akar. Selain itu . Ganggang laut dan rumput laut juga mengandung sejumlah kecil Arsen.

 

	Gambar 3.3.1 (2) : rumput laut dan udang mengandung senyawa arsenik

 

Arsen di berbagai sumber bahan industri:

Arsen telah banyak digunakan untuk berbagai kepentingan diantaranya untuk bahan pestisida, herbisida, insektisida, bahan cat, keramik, bahan untuk preservasi kayu, penjernih kaca pada industri elektronik. Dalam masyarakat, arsen masih digunakan sebagai anti hama, terutama tikus. Dalam bentuk bubuk putih, yang dikenal sebagai warangan (As2O3), arsen merupakan obat pembasmi tikus yang ampuh. Racun ini tidak berasa, tidak berbau, tidak berwarna dan sangat beracun sehingga dapat mengecoh tikus sehingga mau memakan umpan yang telah diberi racun tersebut. Tikus yang memakan arsen akan mengalami gejala muntaber, kekurangan cairan (dehidrasi) dan mati dalam keadaan “kering”. Karena bahayanya racun ini, maka  saat ini arsen tidak banyak digunakan lagi sebagai pembasmi hama dan perannya digantikan oleh bahan lain yang lebih aman. Meskipun demikian, sampai saat ini arsen masih banyak digunakan sebagai bahan preservasi kayu dan komponen dalam industri elektronika, karena  belum ada penggantinya.

Arsen di berbagai sumber bahan obat-obatan dan herbal:

Arsenik inorganik telah digunakan untuk pengobatan lebih dari 2500 tahun lalu. Bentuk yang paling sering digunakan adalah Fowler solution yang mengandung 1% potasium arsenit, digunakan untuk terapi psoriasis. Selain itu Arsphenamine selama beberapa tahun merupakan terapi standar untuk penyakit sifilis. Namun penelitian retrospektif menyatakan adanya peningkatan insiden angiosarkoma hepatik pada orang yang sering diterapi dengan Fowler solution. Arsen juga pernah digunakan sebagai obat untuk berbagai infeksi parasit, seperti protozoa, cacing, amoeba, spirocheta dan tripanosoma, tetapi kemudian tidak lagi digunakan karena ditemukannya obat lain yang lebih aman. Hingga saat ini arsen juga banyak terdapat pada obat-obat tradisional dari india dan cina.

3.3.2        Proses Pembuatan Arsenik

Arsenik padatan dibuat dengan cara isolasi reduksi orpiment (As₂S₃) memakai panas, kalsium karbonat (CaCO₃), dan arang. Mekanisme reaksinya adalah sebagai berikut:

As₂S_{3 (s)} + 3CaCO_{3 (s)} + 6O_{2 (g)}  → As₂O_{3 (s)} + 3CaSO_{4 (s)} +3CO_{2 (g)}

2As₂O_{3 (s)} + 3C _(s) →  4As _(s) + 3CO_{2 (g)}

Seperti yang telah disebutkan di atas, arsen dapat dibuat melalui isolasi. Namun, proses isolasi yang dilakukan di dalam laboratorium tidak terlalu diperlukan karena pada realitanya arsen terdapat di alam dalam jumlah melimpah.

Dalam proses isolasi, arsen dibuat pada skala industri dengan pemanasan mineral yang tepat dan sesuai, tanpa adanya udara dalam proses tersebut. Hasilnya, arsen akan dikeluarkan dalam kondisi kental terpisah dari senyawaan asalnya sebagai zat padat.

Berikut ini persamaan reaksi yang terjadi pada proses isolasi arsen yang dibuat dari senyawa FeAsS dan dipanaskan pada suhu 700°C:

FeAsS (s)  →  FeS (s) + As (g)  →  As(s)

3.4       Paduan dan Senyawa Arsenik yang Penting

            3.4.1    Paduan Arsenik

•      Galium arsenida: material semikonduktor penting dalam sirkuit terpadu;

•      Perunggu: Awalnya perunggu dicampur dengan arsenik untuk membentuk perunggu arsenik (akhir abad 3 SM);

•      Alumunium (Brass): mengandung timah, dan berbagai paduan tembaga, termasuk arsen, fosfor, aluminium, mangan, dan silikon;

•      Nikel dan Paduan Kobalt: Kobal selalu terdapat bergabung dengan Nikel dan biasa juga dengan arsen.

            3.4.2    Senyawa Arsenik

–     Asam arsenat (H₃AsO₄)

Digunakan di industri dan laboratorium.

–     Asam arsenit (H₃AsO₃)

Digunakan di industri dan laboratorium.

–     Arsen trioksida (As₂O₃)

Dalam kadar yang sangat kecil digunakan sebagai bahan pestisida maupun herbisida.

Gambar 3.4.2  (1): wujud fisik arsen trioksida yang berbentuk serbuk putih

Gambar 3.4.2  (2): arsen trioksida digunakan sebagai bahan baku pestisida dan herbisida

–     Arsin (Arsen Trihidrida AsH₃)

Digunakan di industri kimia.

–     Kadmium arsenida (Cd₃As₂)

Digunakan sebagai alloy.

–     Galium arsenida (GaAs)

Digunakan sebagai bahan baku material semikonduktor. Galium Arsenida juga dapat digunakan untuk menggantikan silikon dalam beberapa rangkaian terpadu untuk pemakaian khusus. Keunggulan bahan GaAs dibandingkan silikon adalah ketahanannya terhadap radiasi, dan ketahanannya terhadap panas, serta kecepatan mobilitas elektronnya. Karena elektron dapat bergerak lebih cepat dalam bahan GaAs, maka cip yang dibuat dengan bahan ini berpotensi untuk bekerja lebih cepat (Jonhsen, 1984 : 46; Robinson, 1990 : 251-254). Salah satu kendala pengembangan cip berbahan GaAs adalah sulitnya penanganan bahan ini dibanding dengan bahan silikon karena perancang belum banyak pengalaman dengan bahan GaAs. Meskipun demikian, teknologi yang dikuasai saat ini telah memungkinkan untuk membuat rangkaian terintegrasi dengan tingkat kerapatan cukup tinggi untuk merancang prosesor RISC.

–     Timbal biarsenat (PbHAsO₄)

Dalam kadar yang sangat kecil digunakan sebagai bahan baku insektisida. Timbal biarsenat telah digunakan di abad ke-20 sebagai insektisida untuk buah namun mengakibatkan kerusakan otak para pekerja yang menyemprotnya.

Gambar 3.4.2  (3): timbal biarsenat digunakan sebagai bahan baku insektisida

3.5       `Manfaat Arsenik dan Senyawanya

3.5.1        Bidang Agrikultur (Pertanian)

            Timbal arsenate, copper acetoato arsenite, natrium arsenit, kalsium arsenat dan senyawa arsenat arsenik organik digunakan sebagai pestisida. Metyl arsonic acid dan dimethyl arsinic acid digunakan sebagai herbisida selektif.

3.5.2        Bidang Kehutanan

Chromated copper arsenite, sodium arsenate dan zinc arsenate digunakan sebagai pengawet kayu.

3.5.3        Bidang Industri

Arsenik digunakan dalam pembuatan pewarna, gas beracun, transistor, sebagai komponen semikonduktor, sebagai pengawet dalam penyamakan dan industri tekstil, kertas dan lainnya.

3.5.4        Bidang Farmasi

Sejumlah kecil arsenik terus digunakan sebagai obat di beberapa negara. Obat arsenik telah digunakan sejak abad ke-5 SM ketika Hippocrates merekomendasikan penggunaan arsenik sulfida untuk pengobatan abses. Penyediaan Arsenik telah digunakan untuk pengobatan gangguan kulit, TBC, leukemia, asma, lepra, sifilis, disentri amuba, dll. Homeopaths juga menggunakan arsenik sebagai obat.

            3.5.5    Bidang Racun dan Keracunan

Racun sering dimanfaatkan untuk menghukum mati para narapidana yang telah dijatuhi hukuman mati.

Sebagai racun, paling tidak ia memiliki tiga bentuk senyawa yang terpopuler. Pertama, arsenik trioksida (As₂O₃). Senyawa ini sering disebut sebagai arsenikum. Dalam bahasa sehari-hari ia dikenal sebagai warangan. Eyang-eyang yang dulu sering digunakan untuk mencuci keris.

Bentuk aslinya bubuk putih yang mudah larut dalam air, terutama air panas. “Karena itu arsenik trioksida paling cocok dicampurkan ke dalam kopi,” menurut Dr. dr. Djaja S. Atmadja, SpF, SH, DFM, ahli forensik dari Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia.

Bentuk kedua, arsenik triklorida (AsCl₃). Bentuknya menyerupai minyak berwarna kuning. Senyawa ini jarang dipakai karena daya peracunannya relatif rendah. Di samping itu, penggunaannya pun susah karena harus dicampurkan ke dalam sesuatu yang berminyak.

Bentuk ketiga, arsin (AsH₃). Ini merupakan bentuk arsenik yang paling beracun. Wujudnya gas dan sering dipakai sebagai senjata kimia di dalam perang.

(a)

(b)

   

Gambar 3.5.5 : tokoh yang mengalami keracunan arsen (a) Napoleon Bonaparte, (b) Munir

 

3.6       Tingkat Bahaya Arsenik

            3.6.1    Bagi Kesehatan

Bahan kimia arsen dapat masuk ke dalam tubuh melalui saluran pencernaan makanan, saluran pernafasan serta melalui kulit walaupun jumlahnya sangat terbatas. Arsen yang masuk ke dalam peredaran darah dapat ditimbun dalam organ seperti hati, ginjal, otot, tulang, kulit dan rambut.

Arsenik trioksid yang dapat disimpan di kuku dan rambut dapat mempengaruhi enzim yang berperan dalam rantai respirasi, metabolisme glutation ataupun enzim yang berperan dalam proses perbaikan DNA yang rusak.  Didalam tubuh arsenik bervalensi lima dapat berubah menjadi arsenik bervalensi tiga. Hasil metabolisme dari arsenik bervalensi 3 adalah asam dimetil arsenik dan asam mono metil arsenik yang keduanya dapat diekskresi melalui urine.

Gas arsin terbentuk dari reaksi antara hidrogen dan arsen yang merupakan hasil samping dari proses refining (pemurnian logam) non besi (non ferrous metal). Keracunan gas arsin biasanya bersifat akut dengan gejala mual, muntah, nafas pendek dan sakit kepala. Jika paparan terus berlanjut dapat menimbulkan gejala hemoglobinuria dan anemia, gagal ginjal dan ikterus (gangguan hati).

GEJALA KLINIK KERACUNAN ARSEN

Menurut Casarett dan Doull’s (1986), menentukan indikator biologi dari keracunan arsen merupakan hal yang sangat penting. Arsen mempunyai waktu paruh yang singkat (hanya beberapa hari), sehingga dapat ditemukan dalam darah hanya pada saat terjadinya paparan akut. Untuk paparan kronis dari arsen tidak lazim dilakukan penilaian.

Paparan akut

Paparan akut dapat terjadi jika tertelan (ingestion) sejumlah 100 mg As. Gejala yang dapat timbul akibat paparan akut adalah mual, muntah, nyeri perut, diarrhae, kedinginan, kram otot serta oedeme dibagian muka (facial). Paparan dengan dosis besar dapat menyebabkan koma dan kolapsnya peredaran darah. Dosis fatal adalah jika sebanyak 120 mg arsenik trioksid masuk ke dalam tubuh.

Paparan kronis

Gejala klinis yang nampak pada paparan kronis dari arsen adalah peripheral neuropathy (rasa kesemutan atau mati rasa), lelah, hilangnya refleks, anemia, gangguan jantung, gangguan hati, gangguan ginjal, keratosis telapak tangan maupun kaki, hiperpigmentasi kulit dan dermatitis. Gejala khusus yang dapat terjadi akibat terpapar debu yang mengandung arsen adalah nyeri tenggorokan serta batuk yang dapat mengeluarkan darah akibat terjadinya iritasi. Seperti halnya akibat terpapar asap rokok, terpapar arsen secara menahun dapat menyebabkan terjadinya kanker paru.

PEMERIKSAN LABORATORIUM YANG PERLU DILAKUKAN

1.      Pemeriksaan darah

Pada keracunan akut maupun kronis dapat terjadinya anemia, leukopenia, hiperbilirubinemia.

2.      Pemeriksaan urine

Pada keracunan akut dan kronis dapat terjadi proteinuria, hemoglobinuria maupun hematuria.

3.      Pemeriksaan fungsi hati

Pada keracunan akut dan kronis dapat terjadi peningkatan enzim transaminase serta bilirubin.

4.      Pemeriksaan jantung

Pada keracunan akut dan kronis dapat terjadi gangguan ritme maupun konduksi jantung.

5.      Pemeriksaan kadar arsen dalam tubuh

Arsenik dalam urine merupakan indikator keracunan arsen yang terbaik bagi pekerja yang terpapar arsen. Normal kadar arsen dalam urine kurang dari 50ug/L.

Kadar As dalam rambut juga merupakan indikator yang cukup baik untuk menilai terjadinya karacunan arsen. Normal kadar As dalam rambut kurang dari 1mug/kg

Walaupun tidak ada pemeriksaan biokimia yang spesifik untuk melihat terjadinya keracunan arsen, namun gejala klinik akibat keracunan As yang dihubungkan dengan mempertimbangkan sejarah paparan merupakan hal yang cukup penting. Perlu diingat bahwa seseorang dengan kelainan laboratorium seperti di atas tidak selalu disebabkan oleh terpapar atau keracunan arsen. Banyak faktor lain yang dapat menyebabkan terjadinya kelainan seperti di atas.

PENCEGAHAN  TERJADINYA PAPARAN ARSEN

Usaha pencegahan terjadinya paparan arsen secara umum  adalah pemakaian alat proteksi diri bagi semua individu yang mempunyai potensi terpapar oleh arsen. Alat proteksi diri tersebut misalnya :

- Masker yang memadai

- Sarung tangan yang memadai

- Tutup kepala

- Kacamata khusus

Usaha pencegahan lain adalah melakukan surveilance medis, yaitu pemeriksaan kesehatan dan laboratorium yang dilakukan secara rutin setiap tahun. Jika keadaan dianggap luar biasa, dapat dilakukan biomonitoring arsen di dalam urine.

Usaha pencegahan agar lingkungan kerja terbebas dari kadar arsen yang berlebihan adalah perlu dilakukan pemeriksaan kualitas udara (indoor), terutama kadar arsen dalam patikel debu. Pemeriksaan kualitas udara tersebut setidaknya dilakukan setiap tiga bulan. Ventilasi tempat kerja harus baik, agar sirkulasi udara dapat lancar.

PENGOBATAN KERACUNAN ARSEN

Pada keracuna arsen akibat tertelan arsen, tindakan yang terpenting adalah merangsang refleks muntah. Jika penderita tidak sadar (shock) perlu diberikan infus. Antdote untuk keracunan arsen adalah injeksi dimerkaprol atau BAL (British Anti Lewisite).

PROGNOSIS

Pada keracunan akut, jika dilakukan penanganan dengan baik dan penderita dapat bertahan, maka akan kembali normal setelah sekitar 1 minggu atau lebih. Pada keracunan kronis akan kembali normal dalam waktu 6 – 12 bulan.

            3.6.2    Bagi Lingkungan

Beberapa tempat di bumi mengandung arsen yang cukup tinggi sehingga dapat merembes ke dalam air tanah. WHO menetapkan ambang aman tertinggi arsen di air tanah sebesar 50 ppb (bagian per miliar). Kebanyakan wilayah dengan kandungan arsen tertinggi adalah daerah alluvial yang merupakan endapan lumpur sungai dan tanah dengan kaya bahan organic. Diperkirakan sekitar 57 juta orang meminum air tanah yang terkontaminasi arsen berlebih, sehingga berpotensi maracun. Arsenic dalam air tanah bersifat alami dan dilepaskan dari sedimen ke dalam air tanah karena tidak adanya oksigen pada lapisan di bawah permukaan tanah. Di Bangladesh, arsenic telah menjadi penyebab keracunan masal yang mengakibatkan lebih dari 1.000 orang menderita penyakit kronis dan 100 orang meninggal. Keracunan ini terjadi disebabkan kontaminasi arsenic alami dalam air sumur yang Mereka gunakan untuk memenuhi kebutuhan sehari – hari. Air sumur tersebut mengalami kontaminasi arsenik karena sumur – sumur yang Mereka gunakan, dibuat dengan cara membor lapisan batuan yang mengandung arsenic.

Dengan adanya peristiwa ini, berbagai masalah kesehatan pun bermunculan. Masalah kesehatan yang umum ditemukan adalah penyakit kronis seperti kanker. Hal ini tentu disebabkan karena penduduk telah sangat lama mengkonsumsi air yang terkontaminasi oleh arsenic, sehingga arsenic yang masuk ke dalam tubuh sebagian terakumulasi dan dideposit hingga akhirnya menimbulkan berbagai penyakit dan juga kematian pada penduduk.

Paparan arsen di tempat kerja terutama dalam bentuk arsenik trioksid dapat terjadi pada industri pengecoran Pb (timbal), coper (tembaga), emas maupun logam non besi yang lain.. Beberapa industri yang juga mempunyai potensi untuk memberi paparan bahan kimia arsen adalah industri pestisida maupun  herbisida,  industri bahan pengawet, industri mikro elketronik dan industri farmasi atau obat-obatan. Pada industri tersebut, arsenik trioksid dapat bercampuran dengan debu, sehingga udara dan air di industri pestisida dan kegiatan peleburan mempunyai risiko untuk terpapar kontaminan arsen.

Paparan yang berasal dari “bukan tempat kerja” (non occupational exposure) adalah air sumur, susu bubuk, saus dan minuman keras yang terkontaminasi arsen serta asap rokok.

                        Sumber Pencemaran Arsen Di Lingkungan:

Pembakaran batubara dan pelelehan logam merupakan sumber utama pencemaran arsen dalam udara. Suatu studi di Inggris menunjukkan bahwa kadar arsen rata-rata tahunan di udara kota sebagai TSP antara 0,04-0,14 J.1g/m³ (Goulden, 1952). Di Praga, Vondracek (1963) menemukan bahwa pada musim dingin dan musim panas rata-rata kadar arsen di udara masing-masing adalah 0,56 J.1g/m³ dan 0,07 J.1g/m³. Di daerah perkotaan di Amerika Serikat kadar arsen dalam udara antara 0,01-0,36 J.1g/m³di perempat tahun 1964 (Sulivan, 1969). Di tahun 1974, kira-kira 200 dari 280 lokasi pada perempat tahunan kadar arsen di bawah 0,001 J.1g/m³ (Thompson, 1977). Hanya 13 lokasi, teru-tama pada daerah urbanisasi tinggi dan lokasi pelelehan logam men unjukkan kadar arsen lebih dari 0,02 J.1g/m³.

Di sekitar pelelehan logam (tembaga dan timah hitam), telah terdeteksi kadar arsen melebihi 1 J.1g/m³. Rozenshtein (1970) menemukan kadar arsen dalam udara sekitar 4 km dari lokasi pelelehan tembaga di USSR sebagai arsen trivalen antara 0,7-2,5 J.1g/m³. Sedang di Amerika Serikat data perempat tahunan rata-rata kadar arsen di EI Paso Texas di atas 1,4 J.1g/m³ (Sullivan, 1969).

Oekat pelelehan tembaga di Tacoma, Washington rata-rata kadar arsen bulanan 1,46 Jlg/m³ (Nelson, 1977). Kadar rata-rata maksimum selama 24 jam adalah 7,9 Jlg/m³ telah dilaporkan oleh Robert (1977). Kadar arsen rata-rara harian ditemui di atas 1,6 Jlg/m³ di dekat pelelehan tembaga di Rumania (Gabor & Colden, 1977). Auermann, et al (1977) melaporkan bahwa kadar udara ambien lokasi tercemar di Jerman Barat berkisar antara 0,9-1,5 Jlg/m³ (rata-rata 0,9 Jlg/m³) dengan lama pengambilan sampel tidak tetap. Oi sekeliling tambang ernas di Kanada, di mana bijih dipanggang, kadar arsen rata-rata tahunan dalarn udara ambien berkisar antara 0,06-0,09 Jlg/m3 antara tahun 1973-1975 (Hazra & Prokupok, 1977). Kadar arsen pad a gas buang pada pusat pembangkit listrik tenaga uap dengan bahan bakar batu bara di Cekoslowakia berkisar antara 43-100 mg/kg (Zdrazil & Picha, 1966). Pada abu terbang dari 24 pusat pembangkit listrik tenaga uap dengan bahan bakar batu bara di Amerika Serikat kadar arsen berkisar antara 2,3-312 mg/kg (Kaakinan, 1975; Furr, 1977). Pada gas cerobong operasi pelelehan logam bukan besi kadar arsen didominasi oleh arsen trivalen dalam bentuk senyawa anorganik (Crecelius, 1974: Rosehart & Chu, 1975). Studi yang telah dilakukan dalam lingkungan pelelehan tembaga di Tacoma, WA, Amerika Serikat (Crecelius, 1974) menunjukkan bahwa sedimen yang terjadi ditunjukkan dengan mulai saat dirnulainya operasi pelelehan. Kurang dari 30% arsen yang masuk ke keluarga akan terakumulasi menjadi sediment. Analisis udara ambien, air dan salju yang dekat dengan pelelehan logam menunjukkan kenaikan kadar arsen (di daerah Tacoma, Washington). Kadar arsen lebih dari 380 mg/kg berat kering ditemukan di lapisan tanah paling atas di sekitar pabrik. Telah diteliti pula distribusi arsen dari tempat pelelehan tembaga di Swedia (Lindau, 1977). Kadar arsen dalam udara beberapa kilometer dari lokasi pelelehan men unjukkan kadar yang lebih tinggi, sedangkan di lokasi lain kadar arsen pada tanah mendekati kadar dalam air badan air. Suzuki (1974) melaporkan bahwa kadar arsen melebihi 2470 mg/kg tanah dekat pelelehan tembaga di Jepang. Attrep & Anirudhan (1977) mendapatkan bahwa pada perempat tahunan rata-rata kadar arsen di udara adalah 0,08 Jlg/m3 di lokasi yang tercemar arsen, setengah dari kadar arsen di udara merupakan senyawa organik. Empat tahun terakhir, selama musim penggunaan arsen, rata-rata bulanan 0,09 Jlg/m³ terdeteksi di lokasi yang sarna. Pada saat itu kira-kira hanya 15% total udara ambien terbentuk senyawa organoarsenik. Pembakaran kayo yang diawetkan oleh senyawa arsen pentavalen dapat menaikan kadar arsen di udara. Kadar arsen dalam pembakaran kayo yang tertutup pada suhu 415°C akan terjadi penguapan 8,6% dari total arsen di dalarn kayu (Watson, 1958). Bilamana kayu diawetkan dengan senyawa arsen anorganik pentavalen dibakar pada suhu antara 700-8000°C, kira-kira 50% arsen akan rnejadi abu, sernentara pada suhu 1.000°C kira-kira hanya tinggal 15% tertinggal di dalarn abu (Ohman, 1960). Pusat listrik tenaga panas bumi (geothermal) dapat menyebabkan kontaminasi arsen pada udara ambien. Crecelius et al (1976), melaporkan bahwa kadar arsen di alam 0,002 mg/I akan bertambah 1000 kali di dalam reservoir air yang menerima buangan dari pusat listrik tenaga panas bumi, contoh di Meksiko, terdeteksi kadar arsen antara 6-51% dalam reservoir dalam bentuk senyawa anorganik pentavalen. Emisi arsen ke dalam lingkungan dari pusat listrik tenaga panas burni kira-kira 60 kg/hari. Oi EI Salvador, air dari reservoir dekat dengan pusat listrik tenaga panas burni mengandung kadar arsen 8,9 mg/I (JemelOv, et ai, 1976). Arsen juga ada di dalam pupuk. Studi baru-barn ini menunjukkan bahwa kadar di atas 100 mg/kg ada di dalarn contoh pupuk (Senesi, 1979).

BAB IV

PENUTUP

4.1       Kesimpulan

1.      Seng merupakan unsur kimia dengan lambang kimia Zn, nomor atom 30, dan massa atom relatif 65,39. Ia merupakan unsur pertama golongan 12 pada tabel periodik.

2.      Bijih seng yang paling banyak ditambang adalah sfalerit (seng sulfida).

3.      Sifat fisiknya adalah Seng merupakan logam yang berwarna putih kebiruan, berkilau.

4.      Kadar komposisi unsur seng di kerak bumi adalah sekitar 75 ppm (0,007%). Hal ini menjadikan seng sebagai unsur ke-24 paling melimpah di kerak bumi dengan lima isotop stabil.

5.      Sifat kimiawi seng mirip dengan logam-logam transisi periode pertama seperti nikel dan tembaga. Ia bersifat diamagnetik dan hampir tak berwarna.

6.      Arsen dapat teroksidasi ketika dipanaskan membentuk oksida As₄O₁₀ dan As₄O₆. Selain itu arsen dapat bereaksi spontan dengan semua jenis gas halogen.

7.      Sumber arsen di alam adalah pada batuan dan sedimen, air, biota dan udara dengan kadar yang sangat kecil.

8.      Arsenic dan senyawanya merupakan zat yang terkenal beracun. Tapi arsen dan senyawanya memiliki manfaat dalam bidang pertanian, kehutanan, industri dan farmasi.

4.2       Saran

1.      Perbanyaklah pengetahuan tentang sifat, sumber, pemanfaatan, dan tingkat bahaya mengenai Zn dan senyawanya.

2.      Perbanyaklah pengetahuan tentang sifat, sumber, pemanfaatan, dan tingkat bahaya mengenai arsenic dan senyawanya.

3.      Kenalilah gejala dan cara mencegah atau menanggulangi keracunan akibat mengkonsumsi arsen. Karena arsen dan senyawanya sangatlah beracun.

DAFTAR PUSTAKA

http://www.bio-architettura.org/id/articoli/124.html (Diakses pada 10 Desember 2011)

http://wawanhermawan74.blogspot.com/2011/01/whsifatsifat-unsur-kimia-golongan-2b.html (Diakses pada 10 Desember 2011)

http://faraland.wordpress.com/2011/06/07/ekstraksi-part-1/ (Diakses pada 10 Desember 2011)

http://bilangapax.blogspot.com/2011/02/seng.html (Diakses pada 10 Desember 2011)

http://kesmas-unsoed.blogspot.com/2011/01/mekanisme-toksisitas-logam-seng-zn.html (Diakses pada 10 Desember 2011)

http://id.wikipedia.org/wiki/Seng . (Diakses 17 Desember 2011).

http://aniamarilis.blogspot.com/2010/11/arsen-rajanya-racun-racunnya-para-raja.html. (Diakses 17 Desember 2011).

http://id.wikipedia.org/wiki/Arsen.(Diakses 17 Desember 2011).

www.chem-is-try.org/tabel_periodik/arsen/ . (Diakses 17 Desember 2011).

www.ekologi.litbang.depkes.go.id/data/vol%202/Sukar2_2.pdf . (Diakses 17 Desember 2011).

  

LAMPIRAN

(Pertanyaan - Jawaban hasil presentasi dan diskusi)

Pertanyaan:

1.    Bagaimana cara menanggulangi padi atau buah-buahan yang terkontaminasi oleh arsen dan senyawanya agar arsen tersebut tidak terkonsumsi oleh manusia, sedangkan arsen dan senyawanya ini telah digunakan untuk bahan baku pestisida, herbisida, dan insektisida yang jelas akan mengkontaminasi tanaman yang dilindunginya?

2.      Dari sumber yang saya baca dikemukakan bahwa seiring dengan penggunaan seng secara teru menerus, para ahli mengatakan bahwa kandungan Zn di bumi diperkirakan akan habis pada 2025, bagaimana pendapat anda tentang hal tersebut?

3.     Saya pernah membaca sebuah artikel tentang keracunan yang diakibatkan karena mengkonsumsi vitamin C setelah memakan seafood terutama udang, seperti yang telah dijelaskan bahwa udang mengandung arsen pentaoksida (As₂O₅). Bagaimanakah mekanisme reaksinya sehingga udang dan vitamin C tersebut dapat meracuni pengkonsumsinya?

Jawaban:

1.      Arsen dan senyawanya memang terkenal beracun. Tapi belum tentu semua senyawa arsen tersebut beracun. Seperti yang telah dijadikan bahan baku pestisida, insektisida, dan herbisida tersebut. Adapun yang perlu diperhatikan adalah kadar arsen dalam bahan-bahan tersebut. Jangan sampai para petani atau pengguna menggunakan bahan tersebut secara berlebihan.

Selain itu pada padi senyawa arsen hanya terserap dan terakumulasi dengan konsentrasi tinggi hanya pada bagian akarnya saja, sedangkan bagian akar padi tidak dikonsumsi oleh manusia.

Solusi untuk mencegah terjadinya kontaminasi dari arsen dan senyawanya yang menempel pada buah dan tanaman lain adalah dengan mencuci buah-buahan dan tanaman tersebut di air mengalir karena arsen dan senyawanya merupakan zat yang dapat mudah terlarut pada air.

2.      Seng termasuk ke dalam sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui. Sehingga apabila diambil terus menerus, pasti akan habis. Salah satu cara yang dapat kita lakukan adalah dengan mendaur ulang seng yang telah digunakan, karena jika harus mengurangi kebutuhan seng akan sangat sulit.

3.      Jawaban ini diambil dari salah satu post di group PAFI (Persatuan Ahli Farmasi Indonesia):

Info kesehatan langsung dari RS.Prof Kandow Malalayang :

Ada seorang wanita meninggal mendadak dengan lima panca indera keluar darah, setelah diselidiki ternyata wanita ini meninggal bukan karena bunuh diri atau dibunuh, melainkan karena ketidaktahuan tentang racun akibat makanan. Wanita ini memiliki kebiasaan meminum Vitamin C setiap hari. Ini tidak masalah. Masalahnya, malam itu wanita ini terlalu banyak makan udang. Sebenarnya hanya makan udang saja juga tidak masalah, karena orang rumahnya juga banyak makan udang malam itu dan tak ada yang meninggal. Tetapi, karena udang mengandung Arsenic Pentoxide (As₂O₅), dan berhubung setelah mengkonsumsi udang wanita itu meminum Viamint C, terjadilah reaksi kimia di dalam perut yang membuat As₂O₅ berubah (tereduksi) menjadi Arsenic Trioxide (As₂O₃) yang sangat beracun. Ini mengakibatkan hati, jantung, ginjal, pembuluh darah rusak, usus keluar darah, pembuluh darah melebar hingga wanita itu meninggal mengenaskan dengan kelima panca indera keluar darah. Jadi hati-hati, setelah banyak mengkonsumsi udang, kerang, kepiting, jangan minum Vit C pada saat yang bersamaan.

Sedangkan mengapa arsen trioksida tersebut beracun adalah karena senyawa tersebut mampu menghambat produksi ATP, sumber energi bagi sel-sel hidup, melalui berbagai mekanisme. Di siklus Krebs arsen trioksida menghambat enzim piruvat dehidrogenase, sehingga sintesis ATP menjadi berkurang dan malah meningkatkan produksi hidrogen peroksida. Hidrogen peroksida ini merupakan oksidator yang sangat reaktif terhadap sel hidup, maka justru sel hidup itulah yang diserang. Sel yang diserang arsen trioksida akan mengalami nekrosis dan kematian dengan segera.