Aluminium

Sifat – Sifat Aluminium

Aluminium merupakan logam yang cukup ringan (kerapatannya hanya sepertiga dari baja), mengkilap, keras, tetapi mudah ditempa dan diregangkan, sehingga dapat diubah sesuai dengan rancangan.

Aluminium adalah logam yang cukup reaktif, dan kita tahu bahwa sangatlah sukar untuk memperoleh logam ini dari senyawanya sampai ditemukan proses Hall. Sifat reduktor aluminium cukup baik, dan harga potensial reduksinya (E^o = -1,66 volt) cukup negatif untuk mudah bereaksi dengan air dan oksigen

2Al_(s) + 3H₂O → Al₂O_3(s) + 3H_2(g)

4Al_(s) + 3O_2(g) → 2Al₂O_3(s)

Akan tetapi reaksi di atas justru menguntungkan, sebab pada permukaan logam aluminium segera terbentuk lapisan tipis Al₂O₃ setebal 10^-8 meter yang tidak tembus air, sehingga melindungi permukaan logam dari reaksi lebih lanjut. Akibatnya, logam aluminium cukup stabil dan tahan lama untuk digunakan dalam berbagai peralatan. Lapisan pelindung Al₂O₃ yang terbentuk secara alami itu dapat dipertebal melalui proses anodisasi: logam Al dipakai sebagai anoda pada elektrolisis larutan H₂SO₄. Gas O₂ yang terbentuk akan bereaksi dengan anoda untuk menghasilkan Al₂O₃.

Aluminium di Alam dan Pengolahannya

Aluminium merupakan logam paling banyak yang dikandung oleh kulit bumi. Meliputi 7,8% dari massa kulit bumi, aluminium menempati peringkat ketiga sebagai unsur penyusun kulit bumi
terbanyak setelah oksigen dan silikon. Aluminium didapat terutama sebagai senyawa aluminosilikat pada batuan dan tanah liat. Mineral utama aluminium adalah bauksit. Al₂O₃. Mineral lain yang cukup penting ialah kriolit, Na₃AlF₆.

Pengolahan bijih bauksit menjadi logam aluminium terdiri atas dua tahap : pamurnian Al₂O₃ serta elektrolisis leburan Al₂O₃. Bijih bauksit mengandung 50-60% Al₂O₃ yang bercampur dengan zat-zat pengotor terutama Fe₂O₃ dan SiO₂. Untuk memisahkan Al₂O₃ dari zat-zat yang tidak dikehendaki, dimanfaatkan sifat amfoter dari Al₂O₃.

Pertama-tama bauksit direaksikan dengan basa, yaitu larutan NaOH pekat. Al₂O₃ dan SiO₂ akan larut, sedanfkan Fe₂O₃ dan pengotor lainnya tidak larut.

Al₂O_3(s) + 2OH^-_(aq) + 3H₂O_(l) → 2Al(OH)₄^-_(aq)

SiO_2(s) + 2OH^-_(aq) → SiO₃^2-_(aq) + H₂O_(l)

Setelah disaring, larutan itu kemudian direaksikan dengan asam, yaitu larutan HCl. Ion silikat tetap larut, sedangkan ion aluminat akan diendapkan sebagai Al_­(OH)₃.

Al(OH)₄^-_(aq) + H⁺_(aq) → Al(OH)_3(s) +  H₂O_(l)

Endapan Al(OH)₃ lalu dipanaskan agar terurai menjadi Al₂O₃ yang murni :

2Al(OH)_3(s) → Al₂O_3(s) + 3H₂O_(g)

Proses pemurnian Al₂O₃ ini segera diikuti oleh proses elektrolisis yang dikenal sebagai proses Hall-Heroult. Al₂O₃ dicampurkan dengan kriolit (NaAlF₆), lalu dilelehkan pada suhu 850^oC dengan bantuan arus listrik. Ketika campuran mencair, kriolit berfungsi sebagai pelarut Al₂O₃.

Dinding bejana elektrolisis terbuat dari besi yang dilapisi karbon (grafit), dan bertindak sebagai katoda. Anodanya juga berupa batang-batang grafit yang dicelupkan ke dalam campuran. Ion Al³⁺ akan melepaskan muatannya pada katoda (dinding grafit).

Al³⁺ + 3e → Al_(l)

Aluminium cair yang terbentuk segera menumpuk pada dasar bejana, dan dikeluarkan secara periodik.

Sementara itu di anoda ion oksida (O^2-) teroksidasi menjadi gas O₂, yang langsung bereaksi dengan anoda karbon untuk membentuk gas CO₂.

                   2O^2- → O₂ + 4e

               C + O₂ → CO₂

C + 2O^2- → CO₂ + 4e

Jadi anoda sedikit demi sedikit habis bereaksi dan harus diganti dari waktu ke waktu.

Reaksi total yang terjadi pada elektrolisis dapat dituliskan sebagai berikut.

                       4Al³⁺ + 12e → 4Al                              (katoda)

           3C + 6O^2- → 3CO₂ + 12e                  (anoda)

           3C + 4Al³⁺ + 6O^2- → 4Al + 3CO₂

_­

Kegunaan Aluminium

     Logam aluminium digunakan sebagai bahan konstruksi bangunan gedung, kendaraan bermotor, kapal laut, dan pesawat terbang.

     Logam aluminium digunakan sebagai bahan perabot dapur seperti sendok, panci, dan sebagainya.

     Logam aluminium digunakan sebagai wadah kemasan biskuit, rokok, permen, dan sebagainya.

     Logam aluminium digunakan sebagai kabel-kabel listrik pada jaringan transmisi jarak jauh. Meskipun daya hantarnya hanya 60% dari tembaga, kerapatan aluminium jauh lebih kecil sehingga kabelnya dapat dibuat lebih tebal.

     Aluminium oksida dicairkan pada suhu tinggi (2045^oC) akan membentuk korundum, suatu zat padat yang keras dapat digunakan sebagai amplas atau untuk bata keras tahan panas.

     Tawas, K2SO4∙Al2(SO4)3∙24H2O atau KAl(SO4)2∙12H2O digunakan pada penjernihan air.

     Aluminium sering dicampurkan dengan logam-logam lain, untuk menghasilkan paduan (aliasi) yang lebih keras, lebih kuat, dan lebih tahan karat.

Contoh :

a)      Magnalium (90% Al, 10% Mg), digunakan untuk membuat pesawat terbang.

b)      Duralium (96% Al, 4% Cu), suatu aliasi yang sangat tahan karat.

c)      Alnico (50% Fe, 20% Al, 10% Co), suatu magnet yang sangat kuat.