Logam
Dalam kimia, sebuah logam atau metal (bahasa Yunani: Metallon) adalah sebuah unsur kimia yang siap membentuk ion (kation) dan memiliki ikatan logam, dan kadangkala dikatakan bahwa ia mirip dengan kation di awan elektron. Metal adalah salah satu dari tiga kelompok unsur yang dibedakan oleh sifat ionisasi dan ikatan, bersama dengan metaloid dan nonlogam. Dalam tabel periodik, garis diagonal digambar dari boron (B) ke polonium (Po) membedakan logam dari nonlogam. Unsur dalam garis ini adalah metaloid, kadangkala disebut semi-logam; unsur di kiri bawah adalah logam; unsur ke kanan atas adalah nonlogam.
Nonlogam lebih banyak terdapat di alam daripada logam, tetapi logam banyak terdapat dalam tabel periodik. Beberapa logam terkenal adalah aluminium, tembaga, emas, besi, timah, perak, titanium, uranium, dan zink.
Alotrop logam cenderung mengkilap, lembek, dan konduktor yang baik, sementara nonlogam biasanya rapuh (untuk nonlogam padat), tidak mengkilap, dan insulator.
Dalam bidang astronomi, istilah logam seringkali dipakai untuk menyebut semua unsur yang lebih berat daripada helium.
Pendahuluan
Material teknik adalah jenis material yang banyak dipakai dalam proses rekayasa dan industri. Material teknik dikelompokkan menjadi 6 golongan:
- Logam : baja, besi cor, titanium, logam paduan, dll
- Polimer : polietilan, polipropilen, polikarbonat, dll
- Karet : isopren, neopren, karet alam, dll
- Gelas : gelas soda, gelas silika, gelas borosilikat
- Keramik : alumina, karbida silikon, nitrida silikon dll
- Hibrida : komposit, sandwich, foam
Logam adalah unsur kimia yang mempunyai sifat-sifat :
- Dapat ditempa atau diubah bentuk.
- Penghantar listrik dan panas.
- Keras,tahan goresan,potongan atau keausan.
- Kenyal,kuat,liat.
- Titik cair tinggi.
Contoh :
- Tembaga ( Cu) : kabel listrik, kumparan dinamo
- Manggan (Mn) : Sebagai bahan paduan baja
- Nikel (Ni) : alat alat listrik , melapisi baja
- Uranium (U) : bahan amunisi dan persenjataan
- Almunium (Al) : Pemuatan mesin mtor dll
- Khrom (Cr) : benda kerja yang tahan panas dan korosi
- Magnesium (mG) : Pencegah korosi pipa besi di tanah dan dinding kapal laut
- Kobal ( (Co) : kontruksi tahan panas
- Timah Putih (Sn) : Pembungkus makanan
- Wolfram (W) : Elektroda lampu, pegas
- Timah Hitam (Pb) : Pembuat sel sel accu
- Seng (Zn) dll : Bahan baku pembuat cat
Jenis logam
Logam Ferro
Logam yang mengandung unsur besi (Fe) dalam susunan unsur dasarnya
- Besi
- Besi Tuang (Fe + 4%C). Sifat: rapuh, tidak dapat ditempa, baik untuk dituang. Penggunaan: alas mesin, badan ragum, blok silinder.
- Besi tempa (99%Fe). Sifat: liat, dapat ditempa, tidak dapat dituang. Penggunaan: rantai jangkar, kait keran.
- Baja
- Baja Karbon Rendah (BCR). Kadar karbon : 0 – 0,3% sifat:dapat ditempa, liat. Penggunaan: mur, sekrup
- Baja Karbon Sedang (BCS). Kadar karbon : 0,3 – 0,45% sifat: lebih kenyal dan keras. Penggunaan: benda kerja tempa berat, poros.
- Baja Karbon Tinggi (BCT). kadar karbon : 0,45 – 1,7% sifat: dapat ditempa, dapat disepuh keras. Penggunaan: kikir, pahat, gergaji
- Baja Karbon Tinggi dengan Campuran. Baja karbon tinggi ditambah Nikel, Kobal,Krom atau tungsten. Sifat: rapuh tetapi tahan terhadap suhu tinggi. Penggunaan: mesin bubut dan alat-alat
permesinan lainnya.
Logam Non Ferro
Logam non ferro adalah suatu bahan yang tidak mengandung besi. Ciri-ciri logam non ferro
- Tahan terhadap korosi
- Daya hantar listrik baik
- Mudah dibentuk
Dikelompokkan menjadi :
- Logam berat: Ni,Zn,Cu,Sn,Pb
- Logam mulia/murni : emas,perak,platina.
- Logam ringan : Al, Ba, K
- Logam refraktori/tahan api : Ti, Mo, W, Zr
- Logam radioaktif : radium,uranium.
Metaloid
Metaloid adalah suatu bahan yang menyerupai logam. Sifat-sifat metaloid:
- Memiliki sifat baik sebagai logam maupun nonlogam
- Lebih rapuh daripada logam, kurang rapuh dibandingkan dengan nonlogam
- Umumnya bersifat semikonduktor terhadap listrik
- Beberapa metaloid berkilauan seperti logam
Contoh :
- Karbon : Membuat lapisan pada kampas kopling
- Fosfor : Pembuatan pupuk
- Silikon : pembuatan transistor, chips, komputer dan sel surya
Unsur karbon memiliki beberapa bentuk yang berbeda, yaitu intan, grafit, dan arang. Intan adalah zat padat yang bening dan zat yang paling keras, mempunyai indeks bias tinggi, bukan konduktor listrik tetapi tahan asam dan alkali. Grafit adalah zat bukan logam berwarna hitam yang mampu menghantarkan panas dengan baik, buram, licin, tahan panas. Arang dibuat dari kayu atau serbuk gergaji dengan pemanasan pada suhu tinggi tanpa udara. Digunakan untuk pelapis kampas kopling.
Bahan bukan logam / non logam adalah unsur kimia yang mempunyai sifat-sifat:
- Elastis/karet
- Cair/pelumas.
- Bersifat bahan isolator.
- Peka terhadap api.
- Tidak dapat terbakar/asbes
- Mudah pecah/keramik.
Penggunaan bahan non logam
- Bahan perapat/paking.
- Bahan isolasi listrik.
- Bahan Isolasi panas
- Bahan pelumas.
- Bahan perekat
- Bahan penyekat
- Bahan perpak.
Sifat-sifat logam
Sifat kimia
Logam biasanya cenderung untuk membentuk kation dengan menghilangkan elektronnya, kemudian bereaksi dengan oksigen di udara untuk membentuk oksida basa. Contohnya:
- 4 Na + O2 → 2 Na2O (natrium oksida)
- 2 Ca + O2 → 2 CaO (kalsium oksida)
- 4 Al + 3 O2 → 2 Al2O3 (aluminium oksida)
Logam-logam transisi seperti besi, tembaga, seng, dan nikel, membutuhkan waktu lebih lama untuk teroksidasi. Lainnya, seperti palladium, platinum dan emas, tidak bereaksi dengan udara sama sekali. Beberapa logam seperti aluminium, magnesium, beberapa macam baja, dan titanium memiliki semacam "pelindung" di bagian paling luarnya, sehingga tidak dapar dimasuki oleh molekul oksigen.
Proses pengecatan, anodisasi atau plating pada logam biasanya merupakan langkah-langkah terbaik untuk mencegah korosi.
Sifat fisika
Sifat fisik dalam logam misalnya konduktivitas listrik, konduktivitas termal, sifat luster dan massa jenis. Logam yang mempunyai massa jenis, tingkat kekerasan, dan titik lebur yang rendah (contohnya Logam pada umumnya mempunyai angka yang tinggi dalam logam alkali dan logam alkali tanah) biasanya bersifat sangat reaktif. Jumlah elektron bebas yang tinggi di segala bentuk logam padat menyebabkan logam tidak pernah terlihat transparan.
Mayoritas logam memiliki massa jenis yang lebih tinggi daripada nonlogam. Meski begitu, variasi massa jenis ini perbedaannya sangat besar, mulai dari litium sebagai logam dengan massa jenis paling kecil sampai osmium dengan logam dengan massa jenis paling besar.
Paduan logam
Paduan logam merupakan pencampuran dari dua jenis logam atau lebih untuk mendapatkan sifat fisik, mekanik, listrik dan visual yang lebih baik. Contoh paduan logam yang populer adalah baja tahan karat yang merupakan pencampuran dari besi (Fe) dengan Krom (Cr).
Penggunaan Logam
Umumnya, logam bermanfaat bagi manusia, karena penggunaannya di bidang industri, pertanian, dan kedokteran.[1] Contohnya, merkuri yang digunakan dalam proses klor alkali.[1] Proses klor alkali merupakan proses elektrolisis yang berperan penting dalam industri manufaktur dan pemurnian zat kimia.[1] Beberapa zat kimia yang dapat diperoleh dengan proses elektrolisis adalah natrium, kalsium, magnesium, aluminium, tembaga, seng, perak, hidrogen, klor, fluor, natrium hidroksida, kalium bikromat, dan kalium permanganat.[1] Proses elektrolisis larutan natrium klorida tersebut merupakan proses klor-alkali.
Elektrolisis larutan NaCl menghasilkan natrium hidroksida di katode (kutub positif) dan gas klor di anode (kutub negatif).[1] Pada industri angkasa luar dan profesi kedokteran dibutuhkan bahan yang kuat, tahan karat, dan bersifat noniritin, seperti aloi titanium.[1] Sebagian jenis logam merupakan unsur penting karena dibutuhkan dalam berbagai fungsi biokimiawi.[1] Pada zaman dahulu, logam tertentu, seperti tembaga, besi, dan timah digunakan untuk membuat peralatan, perlengkapan mesin, dan senjata.[1]
Pengolahan Logam
Pengolahan logam (metal working) adalah proses mengolah logam unuk membuat perkakas atau suku cadang mesin. Istilah metal working mencakup semua pekerjaan logam yang luas, mulai dari pembuatan kapal-kapal besar dengan koponen baja yang besar dan keras, pembuatan kilang minyak lepas pantai atau pengeboran sampai pembuatan instrumen mesin yang presisi dan pembuatan perhiasan yang kecil dan halus.
Maka dalam bidang metal working mencakup banyak keahlian, keterampilan dan penggunaan berbagai macam peralatan.
Fabrikasi logam
Fabrikasi logam adalah suatu proses produksi logam yang meliputi antara lain rekayasa (perancangan), pemotongan, pembentukan, penyambungan, perakitan atau pengerjaan akhir.
Dalam istilah industri kegiatan ini mengacu pada struktur bangunan logam dengan tahapan pemotongan, pembengkokan, dan juga perakitan. Fabrikasi sendiri menjadi proses yang mesti dilalui dalam proyek industri berat.
Galvanisasi
Galvanisasi adalah proses pemberian lapisan seng pelindung untuk besi dan baja yang bertujuan untuk melindunginya dari karat. Istilah ini diturunkan dari ilmuwan Italia Luigi Galvani. Galvanisasi umumnya dilakukan dengan metode celupan panas di mana baja dicelupkan ke seng cair. Metode galvanisasi lainnya dapat dilakukan secara elektrokimia dan elektrodeposisi.
Logam mulia
Secara umum logam mulia berarti logam-logam termasuk paduannya yang biasa dijadikan perhiasan, antara lain emas, perak, tembaga dan platina. Logam-logam tersebut memiliki warna yang bagus, tahan karat, lunak dan terdapat dalam jumlah yang sedikit di alam. Emas dan perak memiliki sifat penghantar listrik yang sangat baik sehingga banyak dipakai untuk melapisi konektor-konektor pada perangkat elektronik.
Logam berat
Logam berat (heavy metal) adalah logam dengan massa jenis lima atau lebih, dengan nomor atom 22 sampai dengan 92. Logam berat dianggap berbahaya bagi kesehatan bila terakumulasi secara berlebihan di dalam tubuh. Beberapa di antaranya bersifat membangkitkan kanker (karsinogen). Demikian pula dengan bahan pangan dengan kandungan logam berat tinggi dianggap tidak layak konsumsi.
Kasus-kasus pencemaran lingkungan menyebabkan banyak bahan pangan mengandung logam berat berlebihan. Kasus yang populer adalah sindrom Minamata, sebagai akibat akumulasi raksa (Hg) dalam tubuh ikan konsumsi.
Di Indonesia, pernah dilaporkan bahwa ikan-ikan di Teluk Jakarta juga memiliki kandungan raksa yang tinggi. Udang dari tambak Sidoarjo pernah ditolak importir dari Jepang karena dinilai memiliki kandungan kadmium (Cd) dan timbal (Pb) yang melebihi ambang batas. Diduga logam-logam ini merupakan dampak buangan limbah industri di sekitarnya. Kakao dari Indonesia juga pernah ditolak pada lelang internasional karena dinilai memiliki kandungan Cd di atas ambang batas yang diizinkan. Cd diduga berasal dari pupuk TSP yang diberikan kepada tanaman di perkebunan.
Lihat pula
Referensi
Pranala luar
