Wikipedia

Tembaga

unsur kimia dengan lambang Cu dan nomor atom 29
Revisi sejak 31 Oktober 2015 22.21 oleh Blue tooth7 (bicara | kontrib) (Perapian sejarah pemakaian dan penambangan tembaga. Penambahan referensi.)

Tembaga adalah unsur kimia dengan lambang Cu dan nomor atom 29. Lambangnya berasal dari bahasa Latin Cuprum.Tembaga merupakan konduktor panas dan listrik yang baik. Selain itu unsur ini memiliki korosi yang cepat sekali. Tembaga murni sifatnya halus dan lunak, dengan permukaan berwarna jingga kemerahan. Tembaga dicampurkan dengan timah untuk membuat perunggu.

29Cu
Tembaga
Tembaga asli (berukuran ~4 cm)
Garis spektrum tembaga
Sifat umum
Pengucapan/têmbaga/[1]
Penampilanmetalik merah-jingga
Tembaga dalam tabel periodik
Perbesar gambar

29Cu
Hidrogen Helium
Lithium Berilium Boron Karbon Nitrogen Oksigen Fluor Neon
Natrium Magnesium Aluminium Silikon Fosfor Sulfur Clor Argon
Potasium Kalsium Skandium Titanium Vanadium Chromium Mangan Besi Cobalt Nikel Tembaga Seng Gallium Germanium Arsen Selen Bromin Kripton
Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon
Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon
Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson
–
↑
Cu
↓
Ag
nikel ← tembaga → seng
Lihat bagan navigasi yang diperbesar
Nomor atom (Z)29
Golongangolongan 11
Periodeperiode 4
Blokblok-d
Kategori unsur  logam transisi
Berat atom standar (Ar)
  • 63,546±0,003
  • 63,546±0,003 (diringkas)
Konfigurasi elektron[Ar] 3d10 4s1
Elektron per kelopak2, 8, 18, 1
Sifat fisik
Fase pada STS (0 °C dan 101,325 kPa)padat
Titik lebur1357,77 K ​(1084,62 °C, ​1984,32 °F)
Titik didih2835 K ​(2562 °C, ​4643 °F)
Kepadatan mendekati s.k.8,96 g/cm3
saat cair, pada t.l.8,02 g/cm3
Kalor peleburan13,26 kJ/mol
Kalor penguapan300,4 kJ/mol
Kapasitas kalor molar24,440 J/(mol·K)
Tekanan uap
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pada T (K) 1509 1661 1850 2089 2404 2834
Sifat atom
Bilangan oksidasi−2, 0,[2] +1, +2, +3, +4 (oksida agak basa)
ElektronegativitasSkala Pauling: 1,90
Energi ionisasike-1: 745,5 kJ/mol
ke-2: 1957,9 kJ/mol
ke-3: 3555 kJ/mol
(artikel)
Jari-jari atomempiris: 128 pm
Jari-jari kovalen132±4 pm
Jari-jari van der Waals140 pm
Lain-lain
Kelimpahan alamiprimordial
Struktur kristal ​kubus berpusat muka (fcc)
Struktur kristal Face-centered cubic untuk tembaga
Kecepatan suara batang ringan(teranil)
3810 m/s (pada s.k.)
Ekspansi kalor16,5 µm/(m·K) (suhu 25 °C)
Konduktivitas termal401 W/(m·K)
Resistivitas listrik16,78 nΩ·m (suhu 20 °C)
Arah magnetdiamagnetik[3]
Suseptibilitas magnetik molar−5,46×10−6 cm3/mol[4]
Modulus Young110–128 GPa
Modulus Shear48 GPa
Modulus curah140 GPa
Rasio Poisson0,34
Skala Mohs3,0
Skala Vickers343–369 MPa
Skala Brinell235–878 MPa
Nomor CAS7440-50-8
Sejarah
Penamaandari Siprus, tempat penambangan utama di era Romawi (Cyprium)
PenemuanTimur Tengah (9000 SM)
Simbol"Cu": dari Latin cuprum
Isotop tembaga yang utama
Iso­top Kelim­pahan Waktu paruh (t1/2) Mode peluruhan Pro­duk
63Cu 69,15% stabil
64Cu sintetis 12,70 jam ε 64Ni
β− 64Zn
65Cu 30,85% stabil
67Cu sintetis 61,83 jam β− 67Zn
| referensi | di Wikidata
Tembaga

Ion Tembaga(II) dapat berlarut ke dalam air, dimana fungsi mereka dalam konsentrasi tinggi adalah sebagai agen anti bakteri, fungisi, dan bahan tambahan kayu. Dalam konsentrasi tinggi maka tembaga akan bersifat racun, tapi dalam jumlah sedikit tembaga merupakan nutrien yang penting bagi kehidupan manusia dan tanaman tingkat rendah. Di dalam tubuh, tembaga biasanya ditemukan di bagian hati, otak, usus, jantung, dan ginjal.

Sejarah

Tembaga adalah salah satu logam yang sangat penting dan berperan besar dalam sejaran manusia dan termasuk logam yang pertama kali ditambang[5]. Tembaga sudah digunakan sejak 10.000 tahun yang lalu. Sebua kalung tembaga yang ditemukan di Irak diperkirakan dibuat pada masa 9500 SM[6].

Tembaga (Cuprum) memperoleh namanya dari bahasa Latin, Cyprium, yang berasal dari nama pulau Siprus di mana ia pertama kali dihasilkan. Cyprium kemudia disingkat menjadi Cuprum.

Tembaga berperan besar dalam peradaban manusia terutama pada Zaman Perunggu (3000-1000 SM). Pada masa tersebut tembaga dipadukan dengan timah menjadi perunggu. Perunggu kemudian diolah menjadi berbagai macam perlatan, senjata, koin, instrumen musik dan perhiasan[7]. .

Karakteristik

Fisik

 
Sebuah cakram tembaga (kemurnian 99,5%) dibuat dengan continuous casting dan etching
 
Tembaga yang tepat berada pada titik lelehnya akan tetap berwarna merah muda.

Tembaga, perak, dan emas berada pada unsur golongan 11 pada tabel periodik dan mempunyai sifat yang sama: mempunyai satu elektron orbital-s pada kulit atom d dengan sifat konduktivitas listrik yang baik.

Sifat lunak tembaga dapat dijelaskan oleh konduktivitas listriknya yang tinggi (59,6×106 S/m) dan oleh karena itu juga mempunyai konduktivitas termal yang tinggi (kedua tertinggi) di antara semua logam murni pada suhu kamar.[8]

Bersama dengan sesium dan emas (keduanya berwarna kuning) dan osmium (kebiruan), tembaga adalah satu dari empat logam dengan warna asli selain abu-abu atau perak.[9] Tembaga murni berwarna merah-oranye dan menjadi kemerahan bila kontak dengan udara.[10]

Kimia

 
Kawat tembaga murni (kiri) dan kawat tembaga teroksidasi (kanan).
 
Menara Timur dari Royal Observatory, Edinburgh. Perbedaan antara tembaga yang baru dipasang kembali tahun 2010 dengan warna tembaga asli tahun 1894 dapat terlihat jelas.

Tembaga tidak bereaksi dengan air, namun ia bereaksi perlahan dengan oksigen dari udara membentuk lapisan coklat-hitam tembaga oksida. Berbeda dengan oksidasi besi oleh udara, lapisan oksida ini kemudian menghentikan korosi berlanjut. Lapisan verdigris (tembaga karbonat) berwarna hijau dapat dilihat pada konstruksi-konstruksi dari tembaga yang berusia tua, seperti pada Patung Liberty.[11] Tembaga bereaksi dengan sulfida membentuk tembaga sulfida.[12]

Isotop

Artikel utama: Isotop tembaga

Tembaga memiliki 29 isotop. 63Cu dan 65Cu adalah isotop stabil, dengan persentase 63Cu adalah yang terbanyak di alam, sekitar 69%. Kedua isotop ini memiliki bilangan spin 3/2.[13] Isotop lainnya bersifat radioaktif, dengan yang paling stabil adalah 67Cu dengan paruh waktu 61,83 jam.[13] Tujuh isotop metastabil telah diidentifikasi, 68mCu adalah isotop dengan paruh waktu terpanjang, 3,8 menit. Isotop dengan nomor massa diatas 64 dapat meluruh dengan β-, sedangkan untuk nomor massa dibawah 64 meluruh dengan β+. 64Cu (paruh waktu 12,7 jam), meluruh dengan kedua cara.[14]

62Cu dan 64Cu memiliki banyak kegunaan. 64Cu adalah agen radiokontras untuk gambar X-ray, bersama dengan chelate dapat digunakan untuk terapi radiasi kanker. 62Cu digunakan pada 62Cu-PTSM yang merupakan pelacak radioaktif untuk tomografi emisi positron.[15]

Keberadaan

Tembaga disintesis pada bintang masif[16] dan ada di kerak bumi dengan konsentrasi 50 bagian per juta (ppm),[17] atau dapat juga dalam bentuk tembaga native atau mineral dalam bentuk tembaga sulfida kalkopirit dan kalkosit, tembaga karbonat azurit dan malasit dan mineral tembaga(I) oksida kuprit.[8] Massa tembaga murni yang pernah ditemukan bermassa 420 ton, ditemukan tahun 1857 di Semenanjung Keweenaw di Michigan, AS.[17] Tembaga native merupakan polikristal, dengan kristal terbesar yang pernah diketahui berukuran 4.4×3.2×3.2 cm.[18]

Senyawa

 
Contoh tembaga(I) oksida.
Lihat pula: Kategori:Senyawa tembaga

Tembaga membentuk banyak macam senyawa, biasanya dengan bilangan oksidasi +1 dan +2.[19]

Senyawa biner

Seperti elemen lainnya, senyawa tembaga yang paling sederhana adalah senyawa biner (terdiri dari 2 elemen saja). Biner yang paling penting diantaranya oksida, sulfida, dan halida. Tembaga(I) oksida, tembaga(II) oksida, tembaga(I) sulfida, dan tembaga monosulfida merupakan contoh senyawa tembaga biner.

Untuk senyawa halida, yang dikenal diantaranya tembaga(I) klorida, tembaga(I) bromida, dan tembaga(I) iodida, juga tembaga(II) fluorida, tembaga(II) klorida, dan tembaga(II) bromida. Percobaan membuat tembaga(II) iodida ternyata menghasilkan tembaga iodida dan iodin:[19]

2 Cu2+ + 4 I− → 2 CuI + I2

Produksi

 
Chuquicamata di Chile adalah salah satu penambangan tembaga terbuka terbesar di dunia.
 
Tren produksi dunia
 
Produksi tembaga tahun 2005
 
Harga tembaga, 2003–2011 dalam dolar AS per ton

Kebanyakan tembaga ditambang atau diekstraksi dalam bentuk tembaga sulfida dari tambang terbuka atau deposit. Contoh tambang yang ada antara lain Chuquicamata di Chile, Bingham Canyon Mine di Utah, dan El Chino Mine di New Mexico, Amerika Serikat. Menurut British Geological Survey tahun 2005, Chile adalah produsen tembaga terbesar di dunia dan menguasai sepertiga pasar dunia, diikuti Amerika Serikat, Indonesia, dan Peru.[8] Tembaga juga dapat diperoleh dengan proses leaching in-situ. Beberapa kawasan tambang di Arizona menggunakan metode ini.[20]

Metode

Artikel utama: Teknik ekstraksi tembaga

Konsentrasi tembaga pada bijih-bijih yang ada rata-rata hanya 0,6%, kebanyakan bijih komersial yang ada adalah sulfida seperti kalkopirit (CuFeS2) atau kalkosit (Cu2S).[21] Mineral ini ditingkatkan konsentrasi tembaganya sampai 10-15% dengan proses froth flotation atau bioleaching.[22] Memanaskan material ini dengan silika pada flash smelting akan melepaskan kandungan besi dan mengubah besi sulfida menjadi oksidanya. Senyawa produk copper matte yang terdiri dari Cu2S kemudian dipanggang untuk mengubah sulfida menjadi oksida:[21]

2 Cu2S + 3 O2 → 2 Cu2O + 2 SO2

Kuprat oksida kemudian dipanaskan:

2 Cu2O → 4 Cu + O2

Proses matte hanya mengkonversi setengah sulfida menjadi oksida dan kemudian menghilangkan semua sulfur menjadi oksida. Proses ini akan mengubah oksida tembaga menjadi logam tembaga. Gas alam kemudian dialirkan untuk menghilangkan oksigen (proses electrorefining) untuk kemudian mengubah material menjadi tembaga murni:[23]

Cu2+ + 2 e– → Cu

Cadangan

Tembaga telah digunakan sejak 10.000 tahun yang lalu, tapi lebih dari 96% dari jumlah yang ditambang baru diekstraksi setelah 1900. Cadangan tembaga di bumi pun masih amat besar (sekitar 1014 ton), atau cukup untuk 5 juta tahun dengan kecepatan ekstraksi saat ini. Meski begitu, hanya sebagian kecil saja dari jumlah ini yang bernilai ekonomis, dengan teknologi dan harga jual saat ini. Beberapa estimasi mengatakan bahwa cadangan yang ada hanya cukup untuk 25 sampai 60 tahun lagi, tergantung dari seberapa besar peningkatan penggunaannya.[24] Daur ulang tembaga merupakan salah satu sumber utama.[25]

Harga tembaga juga tidak stabil,[26] misalnya dari harga US$0,60/lb (US$1,32/kg) bulan Juni 1999 menjadi US$3,75/lb (US$8,27/kg) bulan Mei 2006. Pada bulan Februari 2007, harganya turun lagi sampai US$2,40/lb (US$5,29/kg) dan kembali naik menjadi US$3,50/lb (US$7,71/kg) pada bulan April tahun yang sama.[27] Pada Februari 2009, permintaan dunia yang melemah dan kejatuhan berbagai harga komoditas menjadikan harga tembaga berkisar US$1,51/lb.[28]

Daur ulang

Tembaga, seperti aluminium, dapat didaur ulang 100% tanpa mengurangi kualitasnya. Dilihat dari volumenya, tembaga adalah logam paling banyak ketiga yang didaur ulang, setelah besi dan aluminium. Diperkirakan bahwa 80% dari seluruh tembaga yang pernah ditambang masih digunakan saat ini.[29] Menurut laporan International Resource Panel, pemakaian tembaga per kapita global adalah sekitar 35–55 kg. Pemakai terbesarnya adalah negara-negara maju (140–300 kg per kapita) sedangkan di negara-negara berkembang sekitar 30–40 kg per kapita.

Proses daur ulang tembaga pada umumnya sama dengan proses ekstraksi, namun prosesnya lebih sedikit. Tembaga bekas dengan kemurnian tinggi dilelehkan di furnace dan kemudian direduksi dan dibentuk kembali menjadi billet dan ingot; sedangkan tembaga bekas dengan kemurnian lebih rendah diproses ulang dengan electroplating di dalam asam sulfat.[30]

Aplikasi

 
Assorted copper fittings

Penggunaan tembaga terbesar adalah untuk kabel listrik (60%), atap dan perpipaan (20%) dan mesin industri (15%). Tembaga biasanya digunakan dalam bentuk logam murni, tapi ketika dibutuhkan tingkat kekerasan lebih tinggi maka biasanya dicampur dengan elemen lain untuk membentuk aloi.[17] Sebagian kecil tembaga juga digunakan sebagai suplemen nutrisi dan fungisida dalam pertanian.[31][32]

Kabel dan kawat

Artikel utama: Kawat dan kabel tembaga

Meski bersaing dengan material lainnya, tembaga tetap dipilih sebagai konduktor listrik utama di hampir semua kategori kawat listrik kecuali di bagian transmisi tenaga listrik dimana aluminium lebih dipilih.[33][34] Kawat tembaga digunakan untuk pembangkit listrik, transmisi tenaga, distribusi tenaga, telekomunikasi, sirkuit elektronik, dan berbagai macam peralatan listrik lainnya.[35] Kawat listrik adalah pasar paling penting bagi industri tembaga.[36] Hal ini termasuk kabel pada gedung, kabel telekomunikasi, kabel distribusi tenaga, kabel otomotif, kabel magnet, dsb. Setengah dari jumlah tembaga yang ditambang digunakan untuk membuat kabel listrik dan kabel konduktor.[37] Banyak alat listrik menggunakan kawat tembaga karena memiliki konduktivitas listrik tinggi, tahan korosi, ekspansi termal rendah, konduktivitas termal tinggi, dapat disolder, dan mudah dipasang.

Lihat juga

Referensi

  1. ^ (Indonesia) "Tembaga". KBBI Daring. Diakses tanggal 17 Juli 2022. 
  2. ^ Moret, Marc-Etienne; Zhang, Limei; Peters, Jonas C. (2013). "A Polar Copper–Boron One-Electron σ-Bond". J. Am. Chem. Soc. 135 (10): 3792–3795. doi:10.1021/ja4006578. PMID 23418750. 
  3. ^ Lide, D. R., ed. (2005). "Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds". CRC Handbook of Chemistry and Physics (PDF) (edisi ke-86th). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 19 Juli 2022. 
  4. ^ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. hlm. E110. ISBN 0-8493-0464-4. 
  5. ^ Parsons, Paul. "Copper". Dalam Dixon, Gail. The Periodic Table - A Field Guide to The Eleements. Quercus. hlm. 74. ISBN 978-1-78087-327-5. 
  6. ^ Coulson, Michael. "Appendix". The History of Mining - The Events, Technology and People Involved in the Industry that Forged Modern World. Harriman House. hlm. 427. ISBN 978-1897597903. 
  7. ^ Parsons, Paul. "Copper". Dalam Dixon, Gail. The Periodic Table - A Field Guide to The Eleements. Quercus. hlm. 74. ISBN 978-1-78087-327-5. 
  8. ^ a b c Hammond, C. R. (2004). The Elements, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition. CRC press. ISBN 0-8493-0485-7. 
  9. ^ Chambers, William; Chambers, Robert (1884). Chambers's Information for the People. L (edisi ke-5th). W. & R. Chambers. hlm. 312. ISBN 0-665-46912-8. 
  10. ^ George L. Trigg; Edmund H. Immergut (1 November 1992). Encyclopedia of applied physics. 4: Combustion to Diamagnetism. VCH Publishers. hlm. 267–272. ISBN 978-3-527-28126-8. Diakses tanggal 2011-05-02. 
  11. ^ "Copper.org: Education: Statue of Liberty: Reclothing the First Lady of Metals – Repair Concerns". Copper.org. Diakses tanggal 2011-04-11. 
  12. ^ Rickett, B. I.; Payer, J. H. (1995). "Composition of Copper Tarnish Products Formed in Moist Air with Trace Levels of Pollutant Gas: Hydrogen Sulfide and Sulfur Dioxide/Hydrogen Sulfide". Journal of the Electrochemical Society. 142 (11): 3723–3728. doi:10.1149/1.2048404. 
  13. ^ a b Audi, G; Bersillon, O.; Blachot, J.; Wapstra, A.H. (2003). "Nubase2003 Evaluation of Nuclear and Decay Properties". Nuclear Physics A. Atomic Mass Data Center. 729: 3. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. 
  14. ^ "Interactive Chart of Nuclides". National Nuclear Data Center. Diakses tanggal 2011-04-08. 
  15. ^ Okazawa, Hidehiko; et al. (1994). "Clinical Application and Quantitative Evaluation of Generator-Produced Copper-62-PTSM as a Brain Perfusion Tracer for PET" (PDF). Journal of Nuclear Medicine. 35 (12): 1910–1915. PMID 7989968. 
  16. ^ Romano, Donatella; Matteucci, Fransesca (2007). "Contrasting copper evolution in ω Centauri and the Milky Way". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters. 378 (1): L59–L63. arXiv:astro-ph/0703760  . Bibcode:2007MNRAS.378L..59R. doi:10.1111/j.1745-3933.2007.00320.x. 
  17. ^ a b c Emsley, John (11 August 2003). Nature's building blocks: an A-Z guide to the elements. Oxford University Press. hlm. 121–125. ISBN 978-0-19-850340-8. Diakses tanggal 2011-05-02. 
  18. ^ Rickwood, P. C. (1981). "The largest crystals" (PDF). American Mineralogist. 66: 885. 
  19. ^ a b Holleman, A. F.; Wiberg, N. (2001). Inorganic Chemistry. San Diego: Academic Press. ISBN 978-0-12-352651-9. 
  20. ^ http://www.azcentral.com/arizonarepublic/business/articles/2011/06/19/20110619copper-new-method-fight.html
  21. ^ a b Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (edisi ke-2), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-7506-3365-4 
  22. ^ Watling, H. R. (2006). "The bioleaching of sulphide minerals with emphasis on copper sulphides — A review" (PDF). Hydrometallurgy. 84 (1, 2): 81–108. doi:10.1016/j.hydromet.2006.05.001. 
  23. ^ Samans, Carl (1949). Engineering metals and their alloys. New York: Macmillan. OCLC 716492542. 
  24. ^ Brown, Lester (2006). Plan B 2.0: Rescuing a Planet Under Stress and a Civilization in Trouble. New York: W.W. Norton. hlm. 109. ISBN 0-393-32831-7. 
  25. ^ Leonard, Andrew (2006-03-02). "Peak copper?". Salon – How the World Works. Diakses tanggal 2008-03-23. 
  26. ^ Schmitz, Christopher (1986). "The Rise of Big Business in the World, Copper Industry 1870–1930". Economic History Review. 2. 39 (3): 392–410. doi:10.1111/j.1468-0289.1986.tb00411.x. JSTOR 2596347. 
  27. ^ "Copper Trends: Live Metal Spot Prices". 
  28. ^ Ackerman, R. (2 April 2009). "A Bottom In Sight For Copper". Forbes. 
  29. ^ "International Copper Association". 
  30. ^ "Overview of Recycled Copper" Copper.org. Copper.org (2010-08-25). Retrieved on 2011-11-08.
  31. ^ Kesalahan pengutipan: Tag <ref> tidak sah; tidak ditemukan teks untuk ref bernama Boux
  32. ^ "Copper". American Elements. 2008. Diakses tanggal 2008-07-12. 
  33. ^ Pops, Horace, 2008, Processing of wire from antiquity to the future, Wire Journal International, June, pp 58–66
  34. ^ The Metallurgy of Copper Wire, http://www.litz-wire.com/pdf%20files/Metallurgy_Copper_Wire.pdf
  35. ^ Joseph, Günter, 1999, Copper: Its Trade, Manufacture, Use, and Environmental Status, edited by Kundig, Konrad J.A., ASM International, pps. 141–192 and pps. 331–375.
  36. ^ "Copper, Chemical Element – Overview, Discovery and naming, Physical properties, Chemical properties, Occurrence in nature, Isotopes". Chemistryexplained.com. Diakses tanggal 2012-10-16. 
  37. ^ Joseph, Günter, 1999, Copper: Its Trade, Manufacture, Use, and Environmental Status, edited by Kundig, Konrad J.A., ASM International, p.348


 

Artikel bertopik kimia ini adalah sebuah rintisan. Anda dapat membantu Wikipedia dengan mengembangkannya.

Diperoleh dari "https://wiki-indonesia.club/w/index.php?title=Tembaga&oldid=10359718"