TUGAS INDIVIDU MATA KULIAH KIMIA UNSUR
UNSUR KOBALT
Disusun Oleh :
Indah Ar
(0610920028)
JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG 2009
I.
PERTANYAAN
1. Bagaimana kelimpahan Co di alam, serta sebutkan beberapa mineral kobalt di alam ? 2. Bagaimana kobalt murni diperoleh dari mineralnya? 3. Bagaimana keberadaan Co dengan tingkat oksidasi rendah (-1, 0 dan +1) ? 4. Co(+II) merupakan tingkat oksidasi Co yang stabil dalam persenwaannya di alam, tetapi dalam persenyawannya Co(+III) tidaklah sestabil Co(+II). Namun pada senyawa kompleks, kompleks Co(+III) lebih stabil dari pada kompleks Co(+II). Mengapa demikian? 5. Sebutkan beberapa kegunaan Co dan senyawa Co ?
2
Indah Ar Chems UB 06
II.
JAWABAN
1. Bagaimana kelimpahan Co di alam, serta sebutkan beberapa mineral kobalt di alam ? Di alam, kobalt terdapat dilapisan kerak bumi yaitu sekitar 0,004% (Heslop,1961) dari berat kerak bumi atau sekitar 30 ppm (Lee, 1991) dari kerak bumi. Terdapat banyak bijih logam yang mengandung kobalt (mineral kobalt), diantaranya yang dikomersilkan yaitu Kobaltite (CoAsS), Smaltite (CoAs2) dan Linneaite (CO3S2). Persenyawaan kobalt yang terdapat di alam selalu ditemukan dengan bijih logam nikel, terkadang juga bersamaan dengan bijih tembaga serta bijih timbal. Negara – negara yang secara komersil memproduksi logam murni kobalt dari mineralnya di alam antara lain : Zaire (32,5%), Zambia(16%), Australia (11%), USSR (10%) dan kanada (9%). 2. Bagaimana kobalt murni diperoleh dari mineralnya? Secara umum untuk mendapatkan kobalt murni dilakukan reduksi termal terhadap Co 3O4 dengan menggunakan logam Aluminium. Namun untuk mendapatkan kobalt oksida itu sendiri sebelumnya dilakukan beberapa tahapan proses, baik untuk memisahkan pengotor – pengotornya maupun logam lain yang biasanya terdapat dengan persenyawaan kobalt di alam. Proses mendapatkan kobalt murni (Gould,1955):
CoAsS (kobaltite)
FeS
pemanasan dalam udara NaNO3 dan Na2CO3
CoS FeS pemanasan dalam udara Co3O4 Fe2O3 SiO2 Na3AsO4
reduksi Logam Al
Co
Fe2O3 Na3AsO4 SiO2
3
Indah Ar Chems UB 06
3. Bagaimana keberadaan Co dengan tingkat oksidasi rendah (-1, 0 dan +1) ? Kobalt dengan tingkat oksidasi rendah (-1,0,+1) hanya terdapat sedikit di alam, yaitu pada beberapa senyawa
kompleks kobalt yang mengandung ligan dengan ikatan ,
misalnya CO, NO dan juga CN. Dengan tingkat oksidasi (-1) terdapat pada kompleks tetrahedral [Co(CO)4]- dan [Co(CO)3NO]. Co2(CO)8 merupakan kompleks kobalt dengan tingkat oksidasi 0, K4[Co(CN)4] dan [Co(PMe3)4] juga merupakan kompleks Co dengan tingkat oksidasi nol. Co(CNPh)5ClO4 merupakan kompleks kobalt dengan muatan +1. Kompleks kobalt dengan tingkat oksidasi rendah hanya terjadi dengan ligan – ligan yang kuat dan mempunyai ikatan
seperti CO, NO dan juga CN, karena ligan – ligan tersebut
cukup kuat untuk menyebabkan terjadinya pasangan spin pada atom pusat kobalt sehingga tidak terjadi eksitasi elektron keluar orbital yang menyebabkan atom kobalt mempunyai tingkat oksidasi yang lebih tinggi. Struktur Co2(CO)8, terdapat 2 isomer di alam (Lee,1991): OO O
C C CC O
O O C
Co O C Co C O CC C O OO
C
O C
Co C O Co C CC
O
O O
4. Co(+II) merupakan tingkat oksidasi Co yang stabil dalam persenwaannya di alam, tetapi dalam persenyawannya Co(+III) tidaklah sestabil Co(+II). Namun pada senyawa kompleks, kompleks Co(+III) lebih stabil dari pada kompleks Co(+II). Mengapa demikian? Kation Co2+ dengan anion seperti Cl- , Br- , SO42-, CO32- dan NO32- akan membentuk persenyawaan dalam bentuk garam – garam dari asam yang umumnya larut dalam air. Selain itu juga terdapat CoO, Co(OH)2 dan CoS yang juga senyawa yang cukup stabil,
4
Indah Ar Chems UB 06
dalam arti senyawa – senyawa tersebut tidak mempunyai kecenderungan untuk tereduksi serta tahan terhadap oksidasi karena hara potensialnya yang negatif (Heslop,1961): Co2+ à Co3+ + e•
E0Co3+/Co2+ = - 1,84 V
•
E0Co2+/Co = + 0,28 V
E0Co3+/Co2+ = - 1,84 V
Berdasarkan harga potensial tersebut, Co 3+ akan lebih muda mengalami reduksi. Sehingga seringkali disebutkan bahwa garam kobaltik sederhana Co(+III) merupakan agen pengoksidasi yang kuat. Maka
dikatakan persenyawaan Co2+ lebih stabil
dibandingkan Co3+. Jika pada persenyawaan biasa (misalnya kovalen atau ionik diatas) Co 2+ lebih stabil dibandingkan Co3+, maka akan berlaku sebaliknya pada persenyawaan kompleks kedua tingkat oksidasi Co tersebut. Yaitu, kompleks Co3+ akan lebih stabil dibanding dengan kompleks Co2+ . Sebagian besar kompleks kobalt dengan kedua tingkat oksidasi tersebut merupakan kompleks oktahedral low spin. Gambaran splitting orbital d dari kompleks tersebut sebagai berikut (Lee,1991) :
Co2+
Co3+
Sebagai contoh kompleks Co oktahedral adalah [CoII(CN)6]4-. Co 2+ kompleks oktahedral low spin akan mempunyai konfigurasi elektron t 2g6 eg1, karena ligan CN merupakan akseptor maka ia akan menerima elektron dari logam melalui -back bonding. Sehingga o
akan semakin besar, dan eg akan semakin jauh serta memiliki energi yang tinggi. Pada
kompleks Co3+ dengan konfigurasi d 6, orbital eg tidak terisi elektron sehingga kompleks yang terbentuk akan stabil. Namun kompleks Co2+ dengan konfigurasi d 7, orbital eg akan terisi 1
elektron, sehingga kompleks yang terbentuk akan sangat tidak stabil dan
cenderung untuk melepaskan 1 elektron pada orbital eg tersebut ( kompleks Co2+ tersebut akan mudah oksidasi).
5
Indah Ar Chems UB 06
Jika ditinjau dari energi penstabilan medan ligannya, kan didapatkan bahwa kompleks Co3+ dengan konfigurasi d 6 mempunyai LSFE sebesar kompleks Co 2+ dengan konfigurasi d7 mempunyai LSFE sebesar -
o.
Sedangkan
o (Miessler,1991).
Dengan kata lain energi stabilisasi medan ligan dari kompleks (LSFE) Co 3+ dengan konfigurasi d6 low spin akan lebih besar
dibanding LSFE kompleks Co2+ dengan
konfigurasi d7 low spin. Sehingga dalam senyawa kompleks (khususnya kompleks dengan struktur oktahedral) Co3+ akan lebih stabil dibandingkan Co 2+.
5. Sebutkan beberapa kegunaan Co dan senyawa Co ? Beberapa kegunaan kobalt antara lain : •
Kobalt digunakan sebagai aloy dengan baja yang biasanya digunakan pada mesin turbin gas, dan juga pada baja berkecepatan tinggi sebagai pemotong pada mesin alat bubut.
•
Kobalt digunaan sebagai pewarna untuk keramik, gelas dan industri cat.
•
Kobalt yang merupakan logam feromagnetik, bersama dengan nikel dan besi dibuat suatu campuran logam yang dinamakan alnico. Dimana aloy tersebut merupakan magnet permanen yang sangat kuat.
•
Sejumlah kecil garam kobalt dari asam lemak digunakan sebagai pengering untuk mempercepat pengeringan cat minyak (untuk menngambar).\
•
60
Co merupakan suatu unsur radioaktif, unsur ini mengalami peluruhan patikel ,
disisi lain akan memancarkan sinar , yang dapat digunakan sebagai radioterapi untuk kanker dan tumor. •
6
Sebagai katalis pada industri kimia maupun petroleum
Indah Ar Chems UB 06
III.
KESIMPULAN
Di alam, kobalt terdapat dilapisan kerak bumi yaitu sekita 0,004% dari lapisan kerak bumi atau sekitar 30 ppm dari berat permukaan kerak bumi. Bijih logam yang mengandung kobalt di alam, diantranya Kobaltite (CoAsS), Smaltite (CoAs2) dan Linneaite (CO3S2). Persenyawaan kobalt yang terdapat di alam selalu ditemukan dengan bijih logam nikel, terkadang juga bersamaan dengan bijih tembaga serta bijih timbal. Secara umum untuk mendapatkan kobalt murni dilakukan reduksi termal terhadap Co 3O4 dengan menggunakan logam Aluminium. Namun untuk mendapatkan kobalt oksida itu sendiri sebelumnya dilakukan beberapa tahapan proses, baik untuk memisahkan pengotor – pengotornya maupun logam lain yang biasanya terdapat dengan persenyawaan kobalt di alam.Kobalt dengan tingkat oksidasi rendah (-1,0,+1) hanya terdapat sedikit, yaitu pada beberapa senyawa kompleks kobalt yang mengandung ligan dengan ikatan , misalnya CO, NO dan juga CN. Pada persenyawaan biasa (misalnya kovalen atau ionik diatas) Co 2+ lebih stabil dibandingkan Co3+, maka akan berlaku sebaliknya pada persenyawaan kompleks kedua tingkat oksidasi Co tersebut. Karena pada persenyawaannya Co3+ akan cenderung tereduksi menjadi Co2+ karena E0 Co3+/Co2+ yang negatif (kecil). Pada kompleks LSFE Co3+ lebih besar dibanding Co2+ yang akan menyebabkan kompleks Co3+ akan lebih stabil daripada Co2+. Secara garis besar kobalt baik dalam persenyawaan maupun logamnya biasanya digunakan sebagai pewarna, magnet, keramik, alloy magnetik, campuran baja, peralatan gelas, katalis pada isndustri kimia maupun petroleum, serta radio terapi.
7
Indah Ar Chems UB 06
DAFTAR PUSTAKA Gould, Edwin S., 1955, Inorganic Reaction and Structure, Holt Reinehart and Winstone : New York Heslop L.B.dan P L. Robinson, 1961, Inorganic Chemistry, a guide to advance study, Elsevier Publishing Company : London Lee,J.D.,1991,Concise Inorganic Chemistry, Capmann&Hall: London Miessler, G. T. dan Donaltd A. T., 1991, Inorganic Chemistry, Prentice Hall International Inc : London Anonim, 2009, Facts about Cobalt - Element included on the Periodic Table ,online,(http://www.facts-about.org.uk/science-element-cobalt.htm), diakses tanggal 17 Mei 2009
8
Indah Ar Chems UB 06
