Timah

unsur kimia dengan lambang Sn dan nomor atom 50

Timah (atau timah putih) adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Sn (bahasa Latin: stannum) dan nomor atom 50.Timah termasuk logam pasca-transisi di kelompok 14 dalam tabel periodik.Timah menunjukan kemiripan kimia dengan Germanium dan Timbal yang juga berada di kelompok 14 dan memiliki dua kemungkinan bilangan oksidasi, +2 dan +4 yang sedikit lebih stabil. Timah adalah elemen ke 49 yang paling melimpah di bumi, memiliki 10 isotop stabil, jumlah terbesar dalam tabel periodik.

Timah,  50Sn
Sn-Alpha-Beta.jpg
Tin spectrum visible.png
Garis spektrum timah
Sifat umum
Nama, lambangtimah, Sn
Pengucapan/timah/[1]
Alotropputih keperakan, β (beta); abu-abu, α (alfa)
Timah dalam tabel periodik
Hidrogen (diatomic nonmetal)
Helium (noble gas)
Litium (alkali metal)
Berilium (alkaline earth metal)
Boron (metalloid)
Karbon (polyatomic nonmetal)
Nitrogen (diatomic nonmetal)
Oksigen (diatomic nonmetal)
Fluorin (diatomic nonmetal)
Neon (noble gas)
Natrium (alkali metal)
Magnesium (alkaline earth metal)
Aluminium (post-transition metal)
Silikon (metalloid)
Fosforus (polyatomic nonmetal)
Belerang (polyatomic nonmetal)
Klorin (diatomic nonmetal)
Argon (noble gas)
Kalium (alkali metal)
Kalsium (alkaline earth metal)
Skandium (transition metal)
Titanium (transition metal)
Vanadium (transition metal)
Kromium (transition metal)
Mangan (transition metal)
Besi (transition metal)
Kobalt (transition metal)
Nikel (transition metal)
Tembaga (transition metal)
Seng (transition metal)
Galium (post-transition metal)
Germanium (metalloid)
Arsen (metalloid)
Selenium (polyatomic nonmetal)
Bromin (diatomic nonmetal)
Kripton (noble gas)
Rubidium (alkali metal)
Stronsium (alkaline earth metal)
Itrium (transition metal)
Zirkonium (transition metal)
Niobium (transition metal)
Molibdenum (transition metal)
Teknesium (transition metal)
Rutenium (transition metal)
Rodium (transition metal)
Paladium (transition metal)
Perak (transition metal)
Kadmium (transition metal)
Indium (post-transition metal)
Timah (post-transition metal)
Antimon (metalloid)
Telurium (metalloid)
Iodin (diatomic nonmetal)
Xenon (noble gas)
Sesium (alkali metal)
Barium (alkaline earth metal)
Lantanum (lanthanide)
Serium (lanthanide)
Praseodimium (lanthanide)
Neodimium (lanthanide)
Prometium (lanthanide)
Samarium (lanthanide)
Europium (lanthanide)
Gadolinium (lanthanide)
Terbium (lanthanide)
Disprosium (lanthanide)
Holmium (lanthanide)
Erbium (lanthanide)
Tulium (lanthanide)
Iterbium (lanthanide)
Lutesium (lanthanide)
Hafnium (transition metal)
Tantalum (transition metal)
Wolfram (transition metal)
Renium (transition metal)
Osmium (transition metal)
Iridium (transition metal)
Platina (transition metal)
Emas (transition metal)
Raksa (transition metal)
Talium (post-transition metal)
Timbal (post-transition metal)
Bismut (post-transition metal)
Polonium (post-transition metal)
Astatin (metalloid)
Radon (noble gas)
Fransium (alkali metal)
Radium (alkaline earth metal)
Aktinium (actinide)
Torium (actinide)
Protaktinium (actinide)
Uranium (actinide)
Neptunium (actinide)
Plutonium (actinide)
Amerisium (actinide)
Kurium (actinide)
Berkelium (actinide)
Kalifornium (actinide)
Einsteinium (actinide)
Fermium (actinide)
Mendelevium (actinide)
Nobelium (actinide)
Lawrensium (actinide)
Ruterfordium (transition metal)
Dubnium (transition metal)
Seaborgium (transition metal)
Bohrium (transition metal)
Hasium (transition metal)
Meitnerium (unknown chemical properties)
Darmstadtium (unknown chemical properties)
Roentgenium (unknown chemical properties)
Kopernisium (transition metal)
Nihonium (unknown chemical properties)
Flerovium (post-transition metal)
Moskovium (unknown chemical properties)
Livermorium (unknown chemical properties)
Tenesin (unknown chemical properties)
Oganeson (unknown chemical properties)
Ge

Sn

Pb
indiumtimahantimon
Nomor atom (Z)50
Golongangolongan 14 (golongan karbon)
Periodeperiode 5
Blokblok-p
Kategori unsur  logam miskin
Berat atom standar (Ar)
  • 118,710±0,007
  • 118,71±0,01 (diringkas)
Konfigurasi elektron[Kr] 4d10 5s2 5p2
Elektron per kelopak2, 8, 18, 18, 4
Sifat fisik
Fase pada STS (0 °C dan 101,325 kPa)padat
Titik lebur505,08 K ​(231,93 °C, ​449,47 °F)
Titik didih2875 K ​(2602 °C, ​4716 °F)
Kepadatan mendekati s.k.putih, β: 7,265 g/cm3
abu-abu, α: 5,769 g/cm3
saat cair, pada t.l.6,99 g/cm3
Kalor peleburanputih, β: 7,03 kJ/mol
Kalor penguapanputih, β: 296,1 kJ/mol
Kapasitas kalor molarputih, β: 27,112 J/(mol·K)
Tekanan uap
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pada T (K) 1497 1657 1855 2107 2438 2893
Sifat atom
Bilangan oksidasi−4, −3, −2, −1, 0,[2] +1,[3] +2, +3,[4] +4 (oksida amfoter)
ElektronegativitasSkala Pauling: 1,96
Energi ionisasike-1: 708,6 kJ/mol
ke-2: 1411,8 kJ/mol
ke-3: 2943,0 kJ/mol
Jari-jari atomempiris: 140 pm
Jari-jari kovalen139±4 pm
Jari-jari van der Waals217 pm
Lain-lain
Kelimpahan alamiprimordial
Struktur kristaltetragon acuan dasar
Struktur kristal Body-centered tetragonal untuk timah

putih (β)
Struktur kristalkubus-rombus acuan muka
Struktur kristal Diamond cubic untuk timah

abu-abu (α)
Kecepatan suara batang ringan2730 m/s (pada s.k.) (di-roll)
Ekspansi kalor22,0 µm/(m·K) (suhu 25 °C)
Konduktivitas termal66,8 W/(m·K)
Resistivitas listrik115 nΩ·m (suhu 0 °C)
Arah magnetabu-abu: diamagnetik[5]
putih (β): paramagnetik
Suseptibilitas magnetik molar(putih) +3,1×10−6 cm3/mol (298 K)[6]
Modulus Young50 GPa
Modulus Shear18 GPa
Modulus Bulk58 GPa
Rasio Poisson0,36
Skala Mohs1,5
Skala Brinell50–440 MPa
Nomor CAS7440-31-5
Sejarah
Penemuanprotohistoris, sekitar abad ke-35 SM
Simbol"Sn": dari Latin stannum
Isotop timah yang utama
Iso­top Kelim­pahan Waktu paruh (t1/2) Mode peluruhan Pro­duk
112Sn 0,97% stabil
114Sn 0,66% stabil
115Sn 0,34% stabil
116Sn 14,54% stabil
117Sn 7,68% stabil
118Sn 24,22% stabil
119Sn 8,59% stabil
120Sn 32,58% stabil
122Sn 4,63% stabil
124Sn 5,79% stabil
126Sn renik 2,3×105 thn β 126Sb
| referensi | di Wikidata

Unsur ini merupakan logam miskin (logam post-transisi) keperakan, dapat ditempa (malleable), tidak mudah teroksidasi dalam udara sehingga tahan karat, ditemukan dalam banyak aloy, dan digunakan untuk melapisi logam lainnya untuk mencegah karat. Timah diperoleh terutama dari mineral kasiterit yang terbentuk sebagai oksida.

Pengolahan bijih timahSunting

 
Tumpukan bijih timah dalam karung yang berada di sebuah gudang.

Karakterisasi bijih timahSunting

Bijih timah yang ditambang di Indonesia umumnya adalah dari jenis endapan timah aluvial dan sering disebut sebagai endapan timah sekunder atau disebut timah placer. Jenis bijih timah ini sudah terlepas dari endapan induknya yaitu timah primer, dan oleh air diendapkan kembali di tempat lain yang lebih rendah.

Secara ekonomis, mineral penghasil timah putih adalah kasiterit dengan rumus kimia SnO2, walaupun ada sebagian kecil timah yang dihasilkan dari sulfida seperti stanit, silindrit, frankeit, kanfieldit dan tealit. Mineral utama yang terkandung di dalam bijih timah adalah kasiterit, sedangkan mineral ikutannya adalah pirit, kuarsa, zirkon, ilmenit, galena, bismut, arsenik, stibnit, kalkopirit, xenotim, dan monasit.

Tahap proses pengolahan bijih timahSunting

Secara garis besar, pengolahan bijih timah menjadi logam timah terdiri dari operasi konsentrasi/mineral dressing, dan ekstraksi yaitu peleburan atau smelting dan pemurnian atau refining.

Tahap konsentrasiSunting

 
Bubuk SnO2

Tahap konsentrasi bijih timah merupakan operasi peningkatan kadar timah dengan menggunakan peralatan seperti Jig Concentrator, palong dan meja goyang. Bijih timah yang diolah memiliki kadar awal sekitar 30 sampai 65 persen Sn. Setelah melalui operasi pemisahan, kadar timah minimum yang harus tercapai supaya dapat dipergunakan sebagai umpan peleburan tahap pertama adalah sebesar 70 persen Sn.

Tahap smeltingSunting

Proses smelting merupakan proses reduksi dari konsentrat bijih timah pada temperatur tinggi menjadi logam timah. Prinsip reduksi adalah melepas ikatan oksigen yang terdapat mineral kasiterit. Reduktor yang digunakan sebagai pereduksi adalah gas CO. Reaksi yang terjadi selama proses smelting adalah:

SnO2 + CO = SnO + CO2

SnO + CO = Sn + CO2

Pada proses smelting akan terbentuk lelehan terak dan timah yang tidak saling larut. Slag akan mengikat pengotor-pengotor yang terdapat di dalam konsentrat. Pengotor yang paling banyak terdapat di dalam konsentrat timah adalah unsur Fe.

Proses smelting ini terdiri dari dua tahapan. Peleburan tahap pertama adalah peleburan konsentrat timah yang menghasilkan timah kasar atau crude tin dan terak I (slag). Kadar timah dalam terak I ini adalah sekitar 20 persen. Tahap ini juga dikenal dengan sebutan peleburan konsentrat timah karena umpan yang dilebur adalah konsentrat bijih timah.

Terak I kemudian dilebur kembali di peleburan tahap kedua. Peleburan pada tahap dua ini menghasilkan senyawa Fe-Sn yang disebut hardhead dan terak II dengan kadar Sn kurang daripada satu persen. Hardhead menjadi bahan baku untuk peleburan tahap satu.

Tahap refiningSunting

Crude tin dari proses peleburan tahap satu kemudian dibawa ke proses selanjutnya yaitu proses pemurnian. Kandungan timah dalam crude tin adalah Sn >90 persen dan sisanya adalah pengotor seperti As, Pb, Ag, Fe, Cu, dan Sb.

Pemurnian timah dari pengotornya dapat dilakukan dengan kettle refining, eutectic refining, serta electrolytic refining. Pemilihan teknologi untuk proses pemurnian adalah berdasarkan tingkat kemurnian logam timah yang diinginkan. Setelah melewati tahap refining ini, kemurnian logam timah dapat mencapai 99,93 persen.

CatatanSunting

Jumlah kecil timah dalam makanan kaleng tidak berbahaya bagi manusia. Senyawa timah trialkil dan triaril berbahaya bagi makhluk hidup dan harus ditangani secara hati-hati. Timah juga digunakan dalam pembuatan grenjeng rokok (timah putih), pada longsongan peluru (timah hitam).

Lihat pulaSunting

ReferensiSunting

  1. ^ "Hasil Pencarian". KBBI Daring. Diakses tanggal 17 Juli 2022. 
  2. ^ "New Type of Zero-Valent Tin Compound". Chemistry Europe. 27 Agustus 2016. 
  3. ^ "HSn". NIST Chemistry WebBook. National Institute of Standards and Technology. Diakses tanggal 16 Juli 2022. 
  4. ^ "SnH3". NIST Chemistry WebBook. National Institure of Standards and Technology. Diakses tanggal 16 Juli 2022. 
  5. ^ Lide, D. R., ed. (2005). "Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds". CRC Handbook of Chemistry and Physics (PDF) (edisi ke-86). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5. 
  6. ^ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. hlm. E110. ISBN 0-8493-0464-4. 

Pranala luarSunting

Lihat pulaSunting