Kimia

A.       BAHAN KIMIA DALAM BIDANG INDUSTRI

1.             BAHAN DASAR INDUSTRI KIMIA

A.            Belerang (sulfur)

Belerang merupakan salah satu bahan kimia yang banyak digunakan dalam kegiatan industri. Kamu tentu masih ingat bahwa lambang unsur belerang adalah S. Belerang dapat diperoleh dari kerak bumiberupa unsur bebas, mineral sulfida, atau sulfat. Selain itu juga dapat dijumpai dalam gas alam berupa gas H₂S dan dalam batu bara atau minyak bumiberupa senyawa belerang organik.

Belerang dapat diproduksi dengan menggunakan proses Frasch dan Sisilia. Menurut cara Frasch batuan belerang dalam tanah dicairkan dengan air superpanas(16 atm, 1600⁰c), kemudian dipompa keluar.lelehan belerang kemudian ditampungdalam wadah dan dibiarkan mengeras menjadi padatan kemudian diolah lebih lanjut. Sementara itu, cara sisilia dilakukan dengan mengolah batuan belerng yang berada di atas permukaan tanah.

Pemanfaatan belerang yang sangat besar adalah sebagai bahan baku dalam pembuatan asam sulfat (H₂SO₄). Selain itu belerang juga bermanfaat untuk:

1.             Pembuatan bahan-bahan kimia yang digunakan dalam deterjen_.

2.             Pembuatan belerng dioksida dan hidrogen sulfida.

3.             Pembuatan insektisida.

B.            Asam sulfat (H₂SO₄)

Belerangmerupakan bahan dasar untuk pembuatan senyawa asam sulfat. Asam sulfat merupakan salah satu bahan kimia yang secara luasdipergunakan dalam berbagai macam industri, antara lain:

1.             Pembuatan cairan aki pada kendaraan bermotor.

2.             Pembuatan cat.

3.             Pembuatan plastik.

4.             Pembuatan pupuk.

Asam sulfat dapat dibuat melalui proses yang disebut dengan proses kontak. Proses tersebut adalah sebagai berikut.

1.             Belerang di ubah menjadi belerang dioksida.

2.             Belerang dioksida diubah menjadi belerang trioksida, yaitu dengan jalan mengoksidasi SO₂ menjadi SO₃ dengan bantuan katalis V₂O₅ atau Pt. 2SO_2(g) + O_2(g)               2SO_3(g)

3.             Belerang tioksida diubah menjadi asam pirosulfit, yaitu gas SO₃ yang terbentuk dilarutkan dahulu dalam H₂SO₄ pekat. Reaksi yang terjadi adalah:                    

SO_3(g) + H₂SO_4(g)                  H₂S₂O₇

4.             Asam pirosulfat (H₂S₂O₇) yang dihasilkan selanjutnya di tambahkan ke dalam air sehingga terbentuk asam sulfat.

H₂S₂O_7(l) + H₂O_(l)                                        2H₂SO_4(aq)

Asam sulfat yang diperdagangkan umumnya merupakan H₂SO₄ 98%. Dengan kadar tersebut, asam sulfat berbentuk cairan kental seperti minyak, tidak berbau, dan mendidih pada suhu 340⁰c.

C.            Nitrogen (N₂) dan Amonia(NH₃)

Bila kita membahas senyawa amonia maka kita harus membahas terlebih dahulu gas nitrogen, karen gas nitrogen merupakan bahan dasr untuk pembuatan amonia. Gas nitrogen terdapat di udara dengan volume sekitar 78%. Nitrogen merupakan zat yang tidak berwarna, apabila dicelupkan di kertas lakmus akan bersifat netral, dan bersifat reaksi bila direaksikan dangen beberapa logam dan nonlogam.

Ga snitrogen umumnya digunakan untuk pengemasan bahan makanan. Cairan nitrogen dapat digunakan secara cepat untuk proses pembekuan bahan makanan(seperti buah-buahan, sayuran, dan daging)dan proses pencangkokan organ tubuh.

Ilmuan berkebangsaan Jerman bernama Fritz Haber adalah orang pertama yang menemukan metode bagaimana mengubah gas nitrogen menjadi senyawa amonia. Prosesnya dikenal dengan Proses Haber. Bahan dasar untuk pembuatan amonia adalah gas nitrogen dan gas hidrogen. Gas tersebut direaksikan secara langsung untuk membentuk gas amonia. Gas hidrogen diperoleh dari minyak bumi atau gas alam cair dan gas nitrogen diperoleh dari destilasi fraksinasi udara cair.

Tahapan pembuatan gas amonia adalah sebagai berikut.

1.             Gas hidrogen dan nitrogen dikeringkan, lalu dicampur dengan perbandinga volume 3 : 1.

2.             Gas kering dialrkan kemudian ditambahkan katalis besi dan dipanaskan pada temperatur 300⁰c dan tekana 200-500 atm.

3.             Gas tersebut direaksikan untuk membentuk gas amonia. Reaksi yang terjadi adalah reaksi reversibel atau dua arah.

N_2(g) +3H_2(g)               2NH_3(g)

4.             Cairan tersebut didinginkan dan gas tersebut akan mencair.

5.             Gas hidrogen dan nitrogen yang tidak bereaksi akan kembali bereaksi dalam tangki.

Sifat amonia merupakan gas yang tidak berwarna, berbau khas, bersifat basa, dan beracun. Titik didihnya adalah -33⁰c, sedangkan titik bekunya adalah -78⁰c. Gas amonia jika dilarutkan dalam air akan membentuk ion hidroksida(OH^-) dan ion amunium (NH₄^-).

NH_3(g) + H₂O_(l)                        NH₄⁺_{(aq) +} OH^-_(aq)

Di labolatorium, amonia (NH₃) dapat dibuat melalui reaksi pemanasan antara natrium hidroksida (NaOH) dan garam amonium klorida (NH₄Cl):

NaOH + NH₄Cl ^dipanaskan NH₃ + H₂O + NaCl

2.             INDUSTRI BAHAN BANGUNAN

Pemanfaatan yang paling penting dari gas amonia adalah untuk pembuatan pupuk sebagai amonium sulfat (ZA) dan amonium nitrat (urea). Manfaat lainnya adalah untuk pembuatan asam nitrat, bahan peledak, dan bahan pencelup.

a.             Cat

Unstuk memperindah tembok bangunan, pagar tanaman, kendaraan bermotor, dan berbagai barang kerajinan/seni digunakan bahan kimia yang disebut cat. Kegunaan dari cat adalah untuk memberi warnasekaligus melindungi permukaan benda yang dilapisinya. Jadi, cat dapat memberikan warna dan mencegah terjadinya korosi pada benda-benda dari logam. Jenis cat yang lazim digunakan adalah cat tembok, cat kayu, vernis, lak, dan cat besi. Berdasrkan jenis pelarutnya, cat dibedakan menjadi cat air dan cat minyak.

Bahan baku untuk membuat cat adalah resin, pigmen(zat warna), pelarut, dan zat tambahan (zat aditif). Dalam pengolahannya, resin digunakan sebagai bahan perekat warna, contoh resin adalah damar dan aklirik. Pigmen berguna untuk menghasilkan warna. Contohnya, gips untk warna putih dan tembaga karbonat untuk warna biru. Bahan pelarut adalah untuk melarutkan zat-zat yang dicampurkan. Contohnya, air, etel, alkohol, dan benzena. Zat adifit merupakan zat yang berguna untuk memberi sifat khas dalam cat. Misalnya kaolin sebagai bahan pengisi, minyak cemara sebagai pewangi dan penguat warna.

b.             Semen

Semen dibuat dari campuran bahan tanah liat (lempung), batu kapur, dan batu tahu (gips). Campuran tersebut dihaluskan dan dipanaskan dalam suatu tanur dengan suhu tinggi. Hasil pemanasan tersebut dikenal sebagai clinker (campuran dari CaO, SiO₂, CaO, Al₂O_3, dan Fe₂O₃).

Semen dapat dibagi menjadi beberapa jenis, antara lain:

1)            Semen portland yaitu semen yang paling banyak dipakai untuk bangunan perumahan.

2)            Semen pozzolan merupakan semen yang tahan terhadap korosi.

3)            Semen silikat merupakan semen yang mengandung silica.

4)            Semen alumina adalah semen yang mengandung alumina tinggi dan tahan terhadap air laut.

5)            Semen belerang merupakan semen yang tahan terhadap suasana asam dan garam, tetapi tidak tahan terhadap suasana basa.

3.             INDUSTRI POLIMER

Polimer sangat banyak terdapat di sekitar kita. Baju, tas, sepatu, ember, dan pulpen yang kita pakai adalah termasuk bahan polimer. Demikian juga roti, nasi, madu, daging yang kita makan mengandung polimer.

Polimer adalah suatu molekul besar yang tersusun dari molekul-molekul kecil  (monomer). Jadi monomer-monomer- bergabung untuk membentuk polimer.

Baradasarkan asalnya, polimer dapat dikelompokkan menjadi polimer alam dan polimer sintetis. Polimer alam terbentuk secara alamiah, sedangkan polimer sintettis merupakan polimer buatan yang dibuat di industri-industri kimia.

Industri polimer sintetis pada saat ini berkembang dengan pesat dan merupakan industri yang telah banyak membantu kehidupan manusia. Industri polimer sintetis menghasilkan berbagai material yang sangat dibutuhkan oleh umat manusia, antara lain plastik, PVC, dan nilon. Plastik banyak digunakan sebagai bahan pengganti kayu dan kaca untuk menghasilkan berbagai produk, antara lain oeralatan rumah tangga, peralatan pendukung kendaraan, peralatan olahraga, peralatan kesehatan, dan juga pralatan elektronika. PVC (polivinilklorida) merupakan polimer sintetis yang banyak digunakan sebagai bahan dasar pembuatan pipa, dinding, piringan hitam, dan tempat sampah. Nilon merupakan bahan untuk pembuatan industri tekstil. Adapun polimer alami dapat dijumpai pada beras, gandum, kayu, daging hewan, madu, dan karet alam. Berikut adalah beberapa contoh polimer alam dan sintetis.

Polimer	Contoh polimer	Bahan penyusun	penggunaan
Alam	Amilum	Glukosa	Beras
	Selulosa	Selulosa	Daun, serat kayu
	Protein	Protein	Daging hewan
	Karet alam	Iso prena	Lateks
Sintetis	Polietena	Etena	Katong plastik, plastik film, botol plastik
	Poliklorotena/PVC	Kloetena	Pipa air, lantai keramik, kabel listrik, kemasan barang elektronik
	Polifeniletena/polistirena	Pfeniletena	Piring, gelas, tempat makanan, mainan anak-anak, styrofoam
	Politetrafluoroetena/teflon	Tetrafluoroetena	Peralatan masak

Prinsip dasar pembuatan polimer adalah reaksi polimerisasi. Reaksi polimerisasi adalah reaksi penggabungan molekul-molekul kecil(monomer)membentuk molekul yang besar. Ada dua jenis reaksi polimerisasi, yaitu polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi.

a.             Polimerisasi adisi

Polimerisasi adisi adalah penggebungan monomer-monomer yang beraksi bersama membentuk polimer:

Monomer+monomer+monomer+......>polimer

Contoh: pembuatan PVC dan pembentukan karet alam.

b.            Polimerisasi kondensasi

Polimerisasi kondensasi adalah penggabungan monomer-monomer yang bereaksi membentuk polimer dan melepaskan molekul kecil.

Monomer+monomer+monomer.......>polimer molekul kecil

Contoh: pembentukan protein dan pembuatan nilon.