Logam tanah jarang: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
k v2.04b - Fixed using Wikipedia:ProyekWiki Cek Wikipedia (Kesalahan jenjang Subbagian (Headline)) |
Tidak ada ringkasan suntingan |
||
| (20 revisi perantara oleh 11 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
{{rapikan}}
[[Berkas:RareEarthOreUSGOV.jpg|jmpl|Mineral
[[Berkas:Rareearthoxides.jpg|jmpl|Beberapa macam oksida
'''Logam tanah jarang''' (LTJ) atau '''
Meskipun namanya logam tanah jarang, tetapi logam-logam ini [[Kelimpahan unsur di kerak bumi|cukup melimpah]] jumlahnya di [[kerak bumi]], dengan [[serium]] sebagai unsur paling melimpah ke-25 dengan 68 bagian per juta (mirip [[tembaga]]). Meski begitu, karena karakteristik geokimianya, logam tanah jarang ditemukan pada kondisi sangat tersebar dan sedikit ditemukan dalam jumlah yang banyak, sehingga nilai ekonominya kecil. Sumber-sumber deposit logam tanah jarang yang banyak dan bernilai ekonomis biasanya menyatu menjadi [[mineral tanah jarang]].<ref name="Haxel02">{{cite web |url=http://pubs.usgs.gov/fs/2002/fs087-02/fs087-02.pdf |title=Haxel G, Hedrick J, Orris J. 2006. Rare earth elements critical resources for high technology. Reston (VA): United States Geological Survey. USGS Fact Sheet: 087‐02. |accessdate=2012-03-13}}</ref> Mineral pertama yang ditemukan adalah [[gadolinit]], [[senyawa kimia]] yang tersusun dari serium, [[yttrium]], [[besi]], [[silikon]], dan unsur lainnya. Mineral ini diekstrak dari sebuah tambang di desa [[Ytterby]] di [[Swedia]]. Beberapa nama logam tanah jarang juga mendapatkan namanya dari lokasi tambang ini▼
▲Meskipun namanya logam
== Daftar ==
Berikut ini adalah daftar 17 logam tanah jarang, nomor atom beserta simbol, asal namanya, dan penggunaan utama dari logam tersebut (lihat juga [[Lantanida#Aplikasi teknologi|aplikasi teknologinya]] disini. Beberapa logam-logam ini dinamai dari ilmuwan yang menemukannya, dan beberapa lagi diambil dari tempat
{| class="wikitable sortable"
!''[[Nomor atom|Z]]''
!Simbol
! class="unsortable"|Nama
Baris 21 ⟶ 20:
|Sc
|[[Skandium]]
|dari bahasa [[Latin]] ''Scandia'' ([[Skandinavia]]), tempat
|[[Campuran aluminium-skandium]] ringan yang dipakai untuk komponen pesawat terbang dan aditif untuk [[Lampu uap-merkuri]].<ref name="CRC_ed89_elements">C. R. Hammond, "Section 4; The Elements", in ''CRC Handbook of Chemistry and Physics, 89th Edition (Internet Version 2009), David R. Lide, ed., CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL.</ref>
|-
|39
|Y
|[[
|dinamai dari [[:en:Ytterby|Ytterby]], [[Swedia]], tempat logam ini pertama ditemukan.
|Laser yttrium-aluminium garnet ([[Yttrium aluminium garnet|YAG]]), yttrium vanadat (YVO4) untuk pembuatan europium pada TV fosfor merah, [[yttrium barium tembaga oksida|YBCO]] [[superkonduktivitas suhu tinggi]], filter [[gelombang mikro]] yttrium iron garnet ([[yttrium iron garnet|YIG]]).<ref name="CRC_ed89_elements"/>
|-
Baris 40 ⟶ 39:
|[[Serium]]
|diambil dari nama salah satu planet katai [[Ceres (planet katai)|Ceres]], dari nama Dewi Pertanian Romawi.
|[[Agen oksidasi]] kimia, bubuk pemoles, pewarna kuning pada kaca dan keramik, katalis untuk [[oven ''self-cleaning'']], katalis [[''cracking'' katalitik cairan]] pada kilang minyak, [[feroserium]]
|-
|59
Baris 63 ⟶ 62:
|Sm
|[[Samarium]]
|dinamai dari [[:en:Vassili Samarsky-Bykhovets|Vasili Samarsky-Bykhovets]], yang menemukan bijih tanah jarang [[samarskit]].
|[[Magnet tanah jarang]], [[laser]], [[penangkap neutron]], [[maser]]
|-
Baris 75 ⟶ 74:
|Gd
|[[Gadolinium]]
|dinamai dari [[:en:Johan Gadolin|Johan Gadolin]] (1760–1852), sebagai persembahan atas dedikasinya pada logam tanah jarang.
|[[Magnet tanah jarang]], [[laser]], kaca dengan indeks refraktif tinggi atau [[garnet]], [[tabung X-ray]], [[memori komputer]], [[penangkap neutron]], [[agen kontras MRI]], agen relaksasi [[NMR]]
|-
Baris 81 ⟶ 80:
|Tb
|[[Terbium]]
|dinamai dari desa Ytterby, [[Swedia]].
|Tambahan pada [[Magnet neodimium|magnet berbasis neodimium]], [[fosfor]] hijau, [[laser]], [[lampu fluorescent]], [[logam paduan magnetrostriktif]] seperti [[terfenol-D]], sistem [[sonar]], penstabil [[sel bahan bakar]]
|-
Baris 104 ⟶ 103:
|69
|Tm
|[[
|diambil dari asal usul [[:en:Thule|Thule]].
|[[Mesin X-ray]] jinjing, [[Lampu halida logam|lampu halida-logam]], [[laser]]
|-
Baris 116 ⟶ 115:
|71
|Lu
|[[
|diambil dari nama [[Lutetia]], kota yang berganti nama menjadi [[Paris]].
|Detektor pemindai [[Tomografi emisi positron|PET]], kaca dengan indeks refraktif tinggi, [[lampu LED]]
Baris 122 ⟶ 121:
== Sejarah ==
Kelompok logam ini pertama kali ditemukan pada tahun 1787 oleh seorang letnan angkatan bersenjata [[Swedia]] bernama
Penemuan unsur baru ini, tentunya memicu penelitian yang membuahkan penemuan unsur-unsur logam tanah jarang lain.
* Tahun 1804 Klaproth dan rekan-rekannya menemukan seria yang merupakan bentuk oksida dari Serium.
* Tahun 1828, Belzerius memperoleh mineral thoria dari mineral
* Tahun 1842 Mosander memisahkan senyawa bernama yttria menjadi tiga macam unsur melalui
* Tahun 1879, berkat petunjuk
* Tahun 1885, Welsbach memisahkan praseodimium dan neodimium yang terdapat pada samarium
* Tahun 1886, Boisbaudran memperoleh [[gadolinium]] dari mineral Ytterbia yang diperoleh J.C.G de Marignac tahun 1880
* Pada 1907 dari Ytterbia yang diperoleh
== Sumber ==
Baris 138 ⟶ 137:
Logam tanah jarang tidak ditemukan berupa unsur bebas dalam lapisan kerak bumi. Namun ia berbentuk paduan membentuk senyawa kompleks. Sehingga logam tanah harus dipisahkan terlebih dahulu dari senyawa kompleks tersebut.
Secara umum, logam tanah jarang ditemukan dalam bentuk senyawa kompleks [[fosfat]] dan [[karbonat]]. Di bawah ini adalah beberapa contoh mineral logam tanah jarang yang ditemukan di alam
▲** '''Bastnaesit (CeFCO<sub>3</sub>)'''. Merupakan sebuah fluoro-carbonate serium yang mengandung 60–70% Oksida logam tanah jarang seperti Lanthanum and Neodymium. Mineral bastnaesit merupakan sumber logam tanah jarang yang utama di dunia. Bastnaesit dtemukan dalam batuan [[kabonatit]], [[dolomit breccia]], [[pegmatit]] dan [[amphibole skarn]].
▲** '''Monazit ((Ce,La,Y,Th)PO<sub>3</sub>)''' Merupakan senyawa fosfat logam tanah jarang yang mengandung 50-70% Oksida LTJ. Monasit diambil dari mineral pasir berat yang merupakan hasil samping dari senyawa logam berat lain. Monasit memiliki kandungan thorium yang cukup tinggi. Sehingga mineral tersebut memiliki sifat radioaktif. Thorium tersebut memancarkan radiasi pengion. Monasite dalam jumlah tertentu dikategorikan sebagai TENORM (Technologically Enhanced Naturally Occuring Radioactive Material) yaitu zat radioaktif alam yang dikarenakan kegiatan manusia atau proses teknologi terjadi peningkatan paparan potensial jika dibandingkan dengan keadaan awal, penanganan TENORM mesti mematuhi batasan paparan radiasi sebagai berikut: Paparan pekerja 20 mSv/th atau 10 uSv/jam dan Paparan publik 1 mSv/th.
▲** '''Xenotime (YPO<sub>4</sub>)''' merupakan senyawa ittrium phosphat yang mengandung 54-65% LTJ termasuk erbium, cerium dan thorium. Xenotipe juga mineral yang ditemukan dalam mineral pasir berat seperti pegmatite dan batuan leleh (igneous rocks)
▲** '''zircon''', merupakan senyawa a zirconium silicate yang didalamnya ditemukan thorium, ittrium dan cerium.
Dalam memperoleh mineral di atas,didapatkan dengan mudah. Karena jumlah mineral tersebut sangat terbatas. Telebih lagi, mineral di atas tidak terpisah sendiri,tetapi ia tercampur dengan mineral lain. Seperti contohnya pada kepulauan bangka Belitung, mineral ini merupakan hasil samping dari penambangan timah. Sehingga sebelum memperoleh mineral di atas, maka diperlukan proses pemisahan terlebih dahulu.
Baris 151 ⟶ 148:
=== Aplikasi logam tanah jarang ===
Logam tanah jarang telah banyak digunakan pada berbagai macam produk. Penggunaan logam tanah jarang ini memicu berkembangnya material baru. Material baru dengan menggunakan Logam Tanah Jarang memberikan perkembangan teknologi yang cukup signifikan dalam ilmu material. Perkembangan material ini banyak diaplikasikan di dalam industri untuk meningkatkan kualitas produk mereka. Contoh perkembangan yang terjadi pada magnet. Logam Tanah Jarang mampu menghasilkan neomagnet, yaitu magnet yang memiliki [[medan magnet]] yang lebih baik daripada magnet biasa. Sehingga memungkinkan munculnya perkembangan teknologi berupa penurunan berat dan volume speaker yang ada. Memungkinkan munculnya dinamo yang lebih kuat sehingga mampu mengerakkan mobil. Sehingga dengan adanya logam tanah jarang, memungkinkan munculnya mobil bertenaga listrik yang dapat digunakan untuk perjalanan jauh. Oleh karenanya mobil hybrid mulai marak dikembangkan.
Dalam aplikasi metalurgi, penambahan logam tanah jarang digunakan dalam pembuatan Baja High Strength, low alloy (HSLA), baja karbon tinggi, superalloy, stainless steel. Karena logam tanah jarang memiliki kemampuan untuk meningkatkan kemampuan material berupa kekuatan, kekerasan dan peningkatan ketahanan terhadap panas. Contohnya pada penambahan logam tanah jarang dalam bentuk additif atau alloy pada paduan magnesiaum dan alumunium, maka kekuatan dan kekerasan paduan tersebut akan meningkat dengan signifikan.
Baris 163 ⟶ 160:
Logam Tanah Jarang juga bersifat tidak tergantikan. Hal ini disebabkan sifat Logam Tanah Jarang yang unik. Sehingga sampai saat ini, tidak ada material lain yang mampu menggantikannya. Jika ada, kemampuan yang dihasilkan tidak sebaik material logam tanah jarang. Sifat logam tanah jarang yang digunakan sebagai material berteknologi tinggi dan belum ada penggantinya, membuat logam tanah jarang manjadi material yang vital
Negara Tiongkok merupakan produsen utama logam tanah jarang di dunia. Tahun 2005, mereka mampu memproduksi 43,000,000 ton. Kapasitas produksi ini merupakan 50% dari produksi logam tanah jarang dunia. Perkembangan logam Tanah jarang di [[Tiongkok|China]] dimulai sejak tahun 1985. Saat itu, [[Tiongkok|China]] sudah berhasil mengolah dua deposit logam tanah jarangnya. Depositnya di bayan Obo yang megandung iron-niobium-LTJ. Sehingga setelah mereka melakukan pemisahan besi dan niobium, maka didapatkan logam tanah jarang. Mereka mengolah Logam Tanah Jarang tersebut sehingga dapat dimanfaatkan.
Selanjutnya, dengan produksi logam tanah jarang yang besar tersebut, [[Tiongkok|China]] mampu mendorong pertumbuhan teknologi industrinya. Kemudian dia mulai mendirikan industri elektronik nasional yang dapat bersaing dengan industri elektronik luar dengan kemampuannya menggunakan material Logam Tanah Jarang. Saat ini, [[Tiongkok|China]] tidak hanya menguasai pasar barang elektronik seperti komponen komputer, televisi, monitor dan handycam. Tapi hampir semua lini industri dengan harga yang sangat kompetitif. Seperti industri baja, otomotif dan manufaktur lainnya.
Potensi besar dari logam tanah jarang tersebut akan sangat menguntungkan jika Indonesia turut serta untuk mengembangkannya. Terlebih lagi, pasir monasite sebagai sumber logam tanah jarang, hanya dijadikan sebagai sampah pembuangan timah. Sehingga sangat luar biasa keuntungan yang didapat, ketika sampah dijadikan material yang jika dilakukan pemprosesan lanjut memiliki nilai jual yang melebihi emas.
Baris 180 ⟶ 177:
Lantanida tertentu membentuk ion-ion +2 atau +4. Ion +2 mudah dioksidasi dan ion +4 mudah direduksi menjadi +3. Penjelasan yang sederhana bagi keberadaan valensi ini adalah bahwa kulit yang kosong terisi setengah atau terisi penuh sangat stabil. Fenomena yang mirip ini berhubungan dengan entalpi pengionan unsur deret transisi pertama dan kulit 3''d'' yang terisi setengah menjadi penyebab atas kestabilan mangan (II). Bagi lantanida, tingkat oksidasi IV untuk cerium memberikan Ce<sup>4+</sup> dengan konfigurasi kulit ''f'' yang kosong dari ''f''<sup>14</sup>. Konfigurasi ''f''<sup>7</sup> yang terisi setengah dari Gd<sup>3+</sup> dibentuk oleh reduksi menghasilkan Eu<sup>2+</sup> atau oksidasi menghasilkan Tb<sup>4+</sup>. Faktor-faktor lain yang terlibat, dengan demikian diperlihatkan oleh adanya banyak ion +2 yang distabilkan dalam kisi CaF<sub>2</sub> dan Kompleks Pr<sup>4+</sup> dan Nd<sup>4+</sup>.
=== Sifat magnetik dan spektra ===
Ion lantanida yang memiliki elektron tidak berpasangan berwarna dan [[paramagnet]]. Terdapat perbedaan mendasar dari unsur grup ''d'' dalam hal bahwa elektron-elektron 4''f'' adalah elektron dalam dan terlindung sangat efektif dari pengaruh gaya luar oleh tumpukan kulit 5''s''<sup>2</sup> dan 5''p''<sup>6</sup>. Dengan demikian, hanya terdapat pengaruh yang benar-benar lemah dari medan ligan
=== Bilangan Koordinasi dan [[Stereokimia]] ===
Hal ini adalah kekhasan ion M<sup>3+</sup> bahwa bilangan koordinasi lebih dari enam adalah biasa. Sangat sedikit unsur terkoordinasi enam diketahui, namun bilangan koordinasi 7,8,9 adalah penting. Dalam ion [Ce(NO<sub>3</sub>)<sub>6</sub>]<sup>2-</sup>, Ce dikelilingi oleh 12 atom oksigen dari gugus khelat NO<sub>3</sub>.
Penurunan jari-jari dari La ke Lu juga memeliki pengaruh bahwa struktur kristal yang berbeda dan bilangan koordinasi yang berbeda dapat terjadi untuk bagian-bagian yang berbeda dari golongan lantanida. Sebagai contoh, atom logam dalam triklorida La-Gd terkoordinasi 9, sedangkan klorida dari
== Keberadaan dan cara mengisolasinya ==
Baris 201 ⟶ 198:
=== Cerium ===
Cerium (IV) juga Zr(IV), Th(IV) dan Pu(IV) mudah diekstraksi dari larutan [[HNO48|HNO<sub>3</sub>]] oleh tributil fosfat yang dilarutkan dalam kerosen atau pelarut inert lainnya dan dapat dipisahkan dari ion-ion lantanida +3. Nitrat Lantanida +3 juga dapat diekstraksi dalam kondisi tertentu bertambah dengan bertambahnya nomor atom; ia lebih tinggi dalam asam kuat dan konsentrasi NO<sub>3</sub><sup>-</sup> yang lebih encer.
=== Unsur yang lebih ringan nomor massanya ===
Unsur-unsur yang lebih ringan (La –Gd) diperoleh dengan reduksi triklorida dengan Ca pada 1000<sup>o</sup>C atau lebih. Bagi Tb, Dy, Ho, Er, Tm, dan juga Y, trifluorida digunakan karena klorida terlalu mudah menguap. Pm dibuat dengan mereduksi PmF<sub>3</sub> dengan Li. Eu, Sm, dan Yb triklorida direduksi hanya menjadi dihalida oleh Ca. Reduksi oksida +3 dengan La pada suhu tinggi menghasilkan
Logamnya putih keperakan dan sangat elektropositif. Mereka bereaksi denga air melepaskan hidrogen, berlangsung lambat dalam keadaan dingin, dan cepat pada pemamasan . mereka bernoda jika kena udara dan mudah terbakar menghasilkan oksida M<sub>2</sub>O<sub>3</sub>; cerium adalah perkecualian menghasilkan CeO<sub>2</sub>. “Batu api” yang lebih ringan adalah campuran logam, kebanyakan cerium. Yttrium tahan terhadap udara meskipun sampai 1000<sup>o</sup>C menyebabkan pembentukan suatu lapisan oksida pelindung. Logam-logamnya bereaksi dengan H<sub>2</sub>, C, N<sub>2</sub>, Si, P, S, [[halogen]], dan nonlogam lainnya pada suhu tinggi.
Banyak sifat fisika logam berubah perlahan-lahan sepanjang deret, kecuali bagi Eu dan Yb dan kadang kala Sm dan Tm. Penyimpangan terjadi dengan lantanida yang memiliki kecenderungan besar untuk berada dalam keadaan +2; asumsikan bahwa unsur-unsur ini cenderung menyumbangkan hanya dua elektron pada pita konduksi logam, jadi meninggalkan inti yang lebih besar dan menghasilkan gaya ikatan yang lebih rendah. Perlu dicatat juga, Bahwa Eu dan Yb larut dalam amonia.
Baris 256 ⟶ 253:
O<sub>2</sub> + 4H<sup>+</sup> + 4e ————› 2H<sub>2</sub>O E<sup>o</sup> = +1,229 V
Memperlihatkan bahwa larutan asam Ce(IV) yang biasanya digunakan dalam analisis adalah metastabil.
Cerium (IV) digunakan sebagai pengoksidasi dalam analisis dan dalam kimia organik,
Kompleks anion sangat mudah dibentuk. Standar analitik “ceric amonium nitrat” yang dapat dikristalkan dari HNO<sub>3</sub>, mengandung anion heksanitratocerat, [Ce(NO<sub>3</sub>)<sub>6</sub>]<sup>2-</sup>
Baris 294 ⟶ 291:
Ion-ion Sm<sup>2+</sup> dan Yb<sup>2+</sup> sangat mudah dioksidasi dengan air. Eu<sup>2+</sup> dioksidasi oleh udara. Ion Eu<sup>2+</sup> mirip dengan Ba<sup>2+</sup>. Jadi sulfat dan karbonatnya tidak larut sedangkan hidroksidanya larut. Kestabilan kompleks Eu<sup>2+</sup> dengan EDTA<sup>4-</sup> adalah intermediat antara kompleks Ca<sup>2+</sup> dan Sr<sup>2+</sup>. Senyawaan kristal Sm, Eu, dan Yb biasanya isostruktur dengan analog Sr<sup>2+</sup> atau Ba<sup>2+</sup>. Jadi sulfat dan karbonatnya tidak larut sedangkan hidroksidanya larut. Kestabilan kompleks Eu<sup>2+</sup> dengan EDTA<sup>4-</sup> adalah intermediet antara kompleks Ca<sup>2+</sup> dan Sr<sup>2+</sup>. Senyawaan kristal Sm, Eu, dan Yb biasanya isostruktur dengan analog Sr<sup>2+</sup> atau Ba<sup>2+</sup>
== Lihat Juga ==
* [[Lantanida]]
* [[Logam alkali]]
* [[Logam alkali tanah]]
* [[Unsur golongan 3|Golongan 3 (IIIB)]]
* [[Logam transisi]]
* [[Logam mulia]]
* [[Logam berharga]]
* [[Logam miskin]]
* [[Metaloid]]
* [[Nonlogam]]
== Referensi ==
Baris 306 ⟶ 315:
{{Compact periodic table}}
{{Authority control}}
[[Kategori:Kimia]]
[[Kategori:Logam tanah]]
[[Kategori:Unsur kimia]]
| |||