BESI
A. PENGERTIAN
Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang
banyak digunakan untuk kehidupan manusia sehari-hari. Dalam tabel periodik, besi mempunyai simbol Fe
dan nomor atom 26. Besi juga mempunyai
nilai ekonomis yang tinggi.
Besi
adalah logam yang paling banyak dan paling beragam penggunaannya. Hal itu
karena beberapa hal, diantaranya:
- Kelimpahan besi di kulit bumi cukup besar
- Pengolahannya relatif mudah dan murah dan
- Besi mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan dan mudah dimodifikasi
Salah
satu kelemahan besi adalah mudah mengalami korosi. Korosi menimbulkan banyak kerugian karena
mengurangi umur pakai berbagai barang atau bangunan yang menggunakan besi atau
baja. Sebenarnya korosi dapat dicegah dengan mengubah besi menjadi baja tahan
karat (stainless
steel),
akan tetapi proses ini terlalu mahal untuk kebanyakan penggunaan besi.
Korosi
besi memerlukan oksigen dan air. Berbagai jenis logam contohnya Zink dan Magnesium dapat melindungi besi dari
korosi. Cara-cara pencegahan korosi besi yang akan dibahas berikut ini
didasarkan pada dua sifat tersebut.
- Pengecatan. Jembatan, pagar, dan railing biasanya dicat. Cat menghindarkan kontak dengan udara dan air. Cat yang mengandung timbel dan zink (seng) akan lebih baik, karena keduanya melindungi besi terhadap korosi.
- Pelumuran dengan Oli atau Gemuk. Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin. Oli dan gemuk mencegah kontak dengan air.
- Pembalutan dengan Plastik. Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak dengan udara dan air.
- Tin Plating (pelapisan dengan timah). Kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi yang dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan secara elektrolisis, yang disebut tin plating. Timah tergolong logam yang tahan karat. Akan tetapi, lapisan timah hanya melindungi besi selama lapisan itu utuh (tanpa cacat). Apabila lapisan timah ada yang rusak, misalnya tergores, maka timah justru mendorong/mempercepat korosi besi. Hal itu terjadi karena potensial reduksi besi lebih negatif daripada timah. Oleh karena itu, besi yang dilapisi dengan timah akan membentuk suatu sel elektrokimia dengan besi sebagai anode. Dengan demikian, timah mendorong korosi besi. Akan tetapi hal ini justru yang diharapkan, sehingga kaleng-kaleng bekas cepat hancur.
- Galvanisasi (pelapisan dengan Zink). Pipa besi, tiang telepon dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisannya tidak utuh. Hal ini terjadi karena suatu mekanisme yang disebut perlindungan katode. Oleh karena potensial reduksi besi lebih positif daripada zink, maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan demikian besi terlindungi dan zink yang mengalami oksidasi (berkarat). Badan mobil-mobil baru pada umumnya telah digalvanisasi, sehingga tahan karat.
- Cromium Plating (pelapisan dengan kromium). Besi atau baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung yang mengkilap, misalnya untuk bumper mobil. Cromium plating juga dilakukan dengan elektrolisis. Sama seperti zink, kromium dapat memberi perlindungan sekalipun lapisan kromium itu ada yang rusak.
- Sacrificial Protection (pengorbanan anode). Magnesium adalah logam yang jauh lebih aktif (berarti lebih mudah berkarat) daripada besi. Jika logam magnesium dikontakkan dengan besi, maka magnesium itu akan berkarat tetapi besi tidak. Cara ini digunakan untuk melindungi pipa baja yang ditanam dalam tanah atau badan kapal laut. Secara periodik, batang magnesium harus diganti.
Penampilan
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ciri-ciri umum
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
besi, Fe, 26
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dibaca
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
55.845(2)
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sifat fisika
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7.874 g·cm−3
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6.98 g·cm−3
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5182 °F 2862 °C, 3134 K,
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
13.81 kJ·mol−1
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
340 kJ·mol−1
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
25.10 J·mol−1·K−1
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sifat atom
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1.83 (skala Pauling)
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
pertama: 762.5 kJ·mol−1
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ke-2: 1561.9 kJ·mol−1
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ke-3: 2957 kJ·mol−1
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
126 pm
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
132±3 (low spin), 152±6 (high spin) pm
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Lain-lain
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
body-centered cubic
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Catatan struktur kristal
|
a=286.65 pm;
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1043 K
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(20 °C) 96.1 nΩ·m
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
80.4 W·m−1·K−1
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(25 °C) 11.8 µm·m−1·K−1
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kecepatan
suara
(batang ringan)
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
211 GPa
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
82 GPa
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
170 GPa
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0.29
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
608 MPa
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
490 MPa
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7439-89-6
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Isotop paling stabil
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Artikel utama: Isotop
dari besi
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
B. STRUKTUR MIKRO BESI
C. CARA MEMBUAT BESI
Cara
pembuatan Besi. Ada 2 tahap untuk
pembuatan jenis- jenis besi, yaitu peleburan yang
bertujuan untuk mereduksi biji besi sehingga menjadi besi dan peleburan ulang
yang berguna dalam pembuatan jenis - jenis baja.Peleburan besi dilakukan
dalam suatu tanur tiup (blast furnance). Tanur tiup adalah suatu bangunan yang
tingginya sekitar 30 meter dan punya diameter sekitar 8 meter yang terbuat dari
baja tahan karat yang dilapisi dengan bata tahan panas. Zat reduksi yang
digunakan adalah karbon dengan prinsip reaksi: 2FeO3 + 3C 4Fe + 3CO2.
Bahan
yang dimasukkan dalam tanur ada 3 macam jenis material besi :
- Bijih besi
- Karbon (kokas )sebagai zat pereduksi
- Batu kapur (CaCo3) untuk mengikat kotoran pasir ( fluks )
Suhu
dalam reaksi tersebut sangat tinggi sehingga besi mencair dan disebut
besi gubal (pig iron) .Besi cair pada umumnya langsung diproses untuk membuat
baja. Tetapi, juga dialirkan ke dalam cetakan untuk membuat besi tuang (cast
iron) yang mengandung 3-4 % karbon dan sedikit pengotor lain seperti Mn, Si, P.
Besi yang mengandung karbon sangat rendah (0,005-0,2%) disebut besi tempa
(wrought iron).
Batu
kapur berfungsi sebagai fluks, yaitu untuk mengikat pengotor yang bersifat
asam, seperti SiO2 membentuk terak. Reaksi pembentukan terak adalah sebagai
berikut.Mula mula batu kapur terurai membentuk kalsium oksida (CaO) dan
karbondioksida(CO2). CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) Kalsium oksida kemudian bereaksi
dengan pasir membentuk kalsium silikat, komponen utama dalam terak. CaO(s) + Si
O2(s) CaSiO3(l) Terak ini mengapung di atas massa jenis besi cair dan harus dikeluarkan
dalam selang waktu tertentu.
D. SIFAT-SIFAT TEKNIS
Sifat fisika : lebur pada suhu 1540 C,
mendidih pada suhu 2760 C, dapat menghantarkan panas sebesar 80 joule/ s m K,
dapat menghantarkan listrik sebesar 1,1 x 10^7(10 pangkat 7) mho, memiliki
kerapatan 7860kg/m3.
Sifat Kimia : mudah bereaksi dengan oksigen, mudah bereaksi dengan air,sulit terbakar, dll.
Sifat Kimia : mudah bereaksi dengan oksigen, mudah bereaksi dengan air,sulit terbakar, dll.
E. CIRI - CIRI JELAS
Atom besi biasa mempunyai 56 ganda jisim atom hidrogen biasa. Besi adalah logam paling banyak, dan dipercayai unsur kimia kesepuluh paling banyak di alam sejagat. Besi juga merupakan unsur paling banyak (menurut jisim, 34.6%) membentuk Bumi; penumpuan besi pada lapisan berlainan di Bumi berbeza antara tinggi peratusannya pada lapisan dalam sehingga 5% pada kerak bumi; terdapat kemungkinan bahawa teras dalam Bumi mengandungi hablur besi tunggal walaupun ia berkemungkinan sebatian besi dan nikel; jumlah besar besi dalam Bumi dijangka menyumbang kepada medan magnet Bumi. Simbolnya adalah Fe ringkasan kepada ferrum, perkataan Latin bagi besi.Besi adalah logam yang dihasilkan dari bijih besi, dan jarang dijumpai dalam keadaan unsur bebas. Untuk mendapatkan unsur besi, campuran lain mesti disingkir melalui pengurangan kimia. Besi digunakan dalam penghasilan besi waja, yang bukannya unsur tetapi aloi, sebatian logam berlainan (dan sebahagian bukan-logam, terutamanya karbon).
Nukleus besi adalah antara nukleus-nukleus yang mempunyai tenaga pengikat tertinggi per nukleon, dan hanya diatasi oleh isotop nikel 62Ni. Nukleid stabil yang paling banyak di dalam alam semesta adalah 56Fe. Ini merupakan hasil daripada pelakuran nuklear pada bintang. Walaupun perolehan tenaga yang lebih tinggi boleh didapati dengan mensintesis 62Ni, namun proses ini tidak digemari kerana keadaan yang kurang sesuai pada bintang-bintang. Apabila bintang gergasi mengecut pada penghujung hayatnya, tekanan dalaman dan suhu akan meningkat, membolehkan bintang seterusnya menghasilkan unsur yang lebih berat, walaupun keadaan ini adalah kurang stabil berbanding dengan unsur-unsur pada sekitar nombor jisim 60 ("kumpulan besi"). Ini menjurus kepada berlakunya supernova.
Model kosmologi dengan alam sejagat terbuka meramalkan bahawa terdapatnya fasa di mana semua benda akan bertukar menjadi besi, hasil daripada tindak balas pembelahan dan pelakuran yang perlahan.
F. KEGUNAAN
Besi merupakan logam paling biasa digunakan di antara semua logam, ia itu merangkumi sebanyak 95 peratus daripada semua tan logam yang dihasilkan di seluruh dunia. Gabungan harganya yang murah dengan kekuatannya menjadikan ia amat diperlukan, terutamanya dalam penggunaan seperti kereta, badan kapal bagi kapal besar, dan komponen struktur bagi bangunan. Besi waja merupakan aloi besi paling dikenali, dan sebahagian dari bentuk yang dibentuk oleh besi termasuk:- Besi mentah atau Pig iron yang mengandungi 4% – 5% karbon dengan sejumlah bendasing seperti belerang, silikon dan fosforus. Kepentingannya adalah ia merupakan perantaraan daripada bijih besi kepada besi tuang dan besi waja.
- Besi tuang (Cast iron) mengandungi 2% – 3.5% karbon dan sejumlah kecil mangan. Bendasing yang terdapat di dalam besi mentah yang dapat memberikan kesan buruk kepada sifat bahan, seperti belerang dan fosforus, telah dikurangkan kepada tahap boleh diterima. Ia mempunyai takat lebur pada julat 1420–1470 K, yang lebih rendah berbanding dua komponen utamanya, dan menjadikannya hasil pertama yang melebur apabila karbon dan besi dipanaskan serentak. Sifat mekanikalnya berubah-ubah, bergantung kepada bentuk karbon yang diterap ke dalam aloi. Besi tuang 'putih' mengandungi karbon dalam bentuk cementite, atau besi karbida. Sebatian keras dan rapuh ini mendominasi sifat-sifat utama besi tuang 'putih', menyebabkannya keras, tetapi tidak tahan kejutan. Dalam besi tuang 'kelabu', karbon hadir dalam bentuk serpihan halus grafit, dan ini juga menyebabkan bahan menjadi rapuh kerana ciri-ciri grafit yang mempunyai pinggir-pinggir tajam yang merupakan kawasan tegasan tinggi. Jenis besi kelabu yang baru, yang dinamakan 'besi mulur', adalah dicampur dengan kandungan surih magnesium untuk mengubah bentuk grafit menjadi sferoid, atau nodul, lantas meningkatkan ketegaran dan kekuatan besi.
- Besi karbon mengandungi antara 0.5% dan 1.5% karbon, dengan sejumlah kecil mangan, belerang, fosforus, dan silikon.
- Besi tempa mengandungi kurang daripada 0.5% karbon. Ia keras, mudah lentur, dan tidak mudah dilakurkan berbanding dengan besi mentah. Ia mempunyai sejumlah kecil karbon, beberapa persepuluh peratus. Jika ditajamkan menjadi tirus, ia cepat kehilangan ketajamannya.
- Besi Alloy stell mengandungi kandungan karbon yang berubah-ubah dan juga logam-logam lain, seperti kromiun, vanadium, molibdenum, nikel, tungsten dsb.
- Besi oksida (III) digunakan dalam penghasilan storan magnetik dalam komputer. Ia sering dicampurkan dengan bahan lain, dan mengekalkan ciri-ciri mereka dalam larutan.
DAFTAR PUSTAKA
Anda sedang membaca artikel tentang BESI dan anda bisa menemukan artikel ini dengan url http://kimiatip.blogspot.com/2013/01/besi.html. Jika anda ingin menyebarluaskan artikel ini mohon cantumkan link sumbernya! Terima kasih.
Post a Comment
Terimakasih atas komentarnya