Timah
Timah (atau timah putih) adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Sn (bahasa Latin: stannum) dan nomor atom 50. Timah termasuk logam pasca-transisi di kelompok 14 dalam tabel periodik. Timah menunjukan kemiripan kimia dengan Germanium dan Timbal yang juga berada di kelompok 14 dan memiliki dua kemungkinan bilangan oksidasi, +2 dan +4 yang sedikit lebih stabil. Timah adalah elemen ke 49 yang paling melimpah di bumi, memiliki 10 isotop stabil, jumlah terbesar dalam tabel periodik.
| Timah | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Timah murni, dalam bentuk beta (kiri, putih) dan alfa (kanan, abu-abu). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 Garis spektrum timah | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sifat umum | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nama, lambang | timah, Sn | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pengucapan | /timah/[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Alotrop | putih keperakan, β (beta); abu-abu, α (alfa) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Timah dalam tabel periodik | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nomor atom (Z) | 50 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Golongan | golongan 14 (golongan karbon) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Periode | periode 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Blok | blok-p | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kategori unsur | logam miskin | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Berat atom standar (Ar) |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Konfigurasi elektron | [Kr] 4d10 5s2 5p2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektron per kelopak | 2, 8, 18, 18, 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sifat fisik | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fase pada STS (0 °C dan 101,325 kPa) | padat | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Titik lebur | 505,08 K (231,93 °C, 449,47 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Titik didih | 2875 K (2602 °C, 4716 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kepadatan mendekati s.k. | putih, β: 7,265 g/cm3 abu-abu, α: 5,769 g/cm3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| saat cair, pada t.l. | 6,99 g/cm3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kalor peleburan | putih, β: 7,03 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kalor penguapan | putih, β: 296,1 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kapasitas kalor molar | putih, β: 27,112 J/(mol·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tekanan uap
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sifat atom | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Bilangan oksidasi | −4, −3, −2, −1, 0,[2] +1,[3] +2, +3,[4] +4 (oksida amfoter) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativitas | Skala Pauling: 1,96 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Energi ionisasi | ke-1: 708,6 kJ/mol ke-2: 1411,8 kJ/mol ke-3: 2943,0 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Jari-jari atom | empiris: 140 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Jari-jari kovalen | 139±4 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Jari-jari van der Waals | 217 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lain-lain | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kelimpahan alami | primordial | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Struktur kristal | tetragon acuan dasar putih (β) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Struktur kristal | kubus-rombus acuan muka abu-abu (α) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kecepatan suara batang ringan | 2730 m/s (pada s.k.) (di-roll) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ekspansi kalor | 22,0 µm/(m·K) (suhu 25 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Konduktivitas termal | 66,8 W/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Resistivitas listrik | 115 nΩ·m (suhu 0 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Arah magnet | abu-abu: diamagnetik[5] putih (β): paramagnetik | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Suseptibilitas magnetik molar | (putih) +3,1×10−6 cm3/mol (298 K)[6] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Modulus Young | 50 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Modulus Shear | 18 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Modulus curah | 58 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rasio Poisson | 0,36 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skala Mohs | 1,5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skala Brinell | 50–440 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nomor CAS | 7440-31-5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sejarah | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Penemuan | protohistoris, sekitar abad ke-35 SM | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Simbol | "Sn": dari Latin stannum | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotop timah yang utama | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Unsur ini merupakan logam miskin (logam post-transisi) keperakan, dapat ditempa (malleable), tidak mudah teroksidasi dalam udara sehingga tahan karat, ditemukan dalam banyak aloy, dan digunakan untuk melapisi logam lainnya untuk mencegah karat. Timah diperoleh terutama dari mineral kasiterit yang terbentuk sebagai oksida.
Timah putih: Juga dikenal sebagai timah solder, timah iris, atau timah hitam, adalah logam putih keperakan yang digunakan dalam berbagai industri, termasuk elektronik, pengolahan logam, dan pembuatan kaca
Pengolahan bijih timah
Karakterisasi bijih timah
Bijih timah yang ditambang di Indonesia umumnya adalah dari jenis endapan timah aluvial dan sering disebut sebagai endapan timah sekunder atau disebut timah placer. Jenis bijih timah ini sudah terlepas dari endapan induknya yaitu timah primer, dan oleh air diendapkan kembali di tempat lain yang lebih rendah.
Secara ekonomis, mineral penghasil timah putih adalah kasiterit dengan rumus kimia SnO2, walaupun ada sebagian kecil timah yang dihasilkan dari sulfida seperti stanit, silindrit, frankeit, kanfieldit dan tealit.Mineral utama yang terkandung di dalam bijih timah adalah kasiterit, sedangkan mineral ikutannya adalah pirit, kuarsa, zirkon, ilmenit, galena, bismut, arsenik, stibnit, kalkopirit, xenotim, dan monasit.
Tahap proses pengolahan bijih timah
Secara garis besar, pengolahan bijih timah menjadi logam timah terdiri dari operasi konsentrasi/mineral dressing, dan ekstraksi yaitu peleburan atau smelting dan pemurnian atau refining.
Tahap konsentrasi
Tahap konsentrasi bijih timah merupakan operasi peningkatan kadar timah dengan menggunakan peralatan seperti Jig Concentrator, palong dan meja goyang. Bijih timah yang diolah memiliki kadar awal sekitar 30 sampai 65 persen Sn.Setelah melalui operasi pemisahan, kadar timah minimum yang harus tercapai supaya dapat dipergunakan sebagai umpan peleburan tahap pertama adalah sebesar 70 persen Sn.
Tahap smelting
Proses smelting merupakan proses reduksi dari konsentrat bijih timah pada temperatur tinggi menjadi logam timah. Prinsip reduksi adalah melepas ikatan oksigen yang terdapat mineral kasiterit. Reduktor yang digunakan sebagai pereduksi adalah gas CO. Reaksi yang terjadi selama proses smelting adalah:
SnO2 + CO = SnO + CO2
SnO + CO = Sn + CO2
Pada proses smelting akan terbentuk lelehan terak dan timah yang tidak saling larut. Slag akan mengikat pengotor-pengotor yang terdapat di dalam konsentrat. Pengotor yang paling banyak terdapat di dalam konsentrat timah adalah unsur Fe.
Proses smelting ini terdiri dari dua tahapan. Peleburan tahap pertama adalah peleburan konsentrat timah yang menghasilkan timah kasar atau crude tin dan terak I (slag). Kadar timah dalam terak I ini adalah sekitar 20 persen. Tahap ini juga dikenal dengan sebutan peleburan konsentrat timah karena umpan yang dilebur adalah konsentrat bijih timah.
Terak I kemudian dilebur kembali di peleburan tahap kedua. Peleburan pada tahap dua ini menghasilkan senyawa Fe-Sn yang disebut hardhead dan terak II dengan kadar Sn kurang daripada satu persen. Hardhead menjadi bahan baku untuk peleburan tahap satu.
Tahap refining
Crude tin dari proses peleburan tahap satu kemudian dibawa ke proses selanjutnya yaitu proses pemurnian. Kandungan timah dalam crude tin adalah Sn >90 persen dan sisanya adalah pengotor seperti As, Pb, Ag, Fe, Cu, dan Sb.
Pemurnian timah dari pengotornya dapat dilakukan dengan kettle refining, eutectic refining, serta electrolytic refining. Pemilihan teknologi untuk proses pemurnian adalah berdasarkan tingkat kemurnian logam timah yang diinginkan. Setelah melewati tahap refining ini, kemurnian logam timah dapat mencapai 99,93 persen.
Catatan
Jumlah kecil timah dalam makanan kaleng tidak berbahaya bagi manusia. Senyawa timah trialkil dan triaril berbahaya bagi makhluk hidup dan harus ditangani secara hati-hati.Timah juga digunakan dalam pembuatan grenjeng rokok (timah putih), pada longsongan peluru (timah hitam).
Lihat pula
Referensi
- Laboratorium nasional di Los Alamos – Timah Diarsipkan 2010-05-27 di Wayback Machine.
Pranala luar
Lihat pula
- Konsil Timah Internasional
- Timah (perusahaan)
