Makalah Anorganik Ii.docx

BAB I PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG Golongan IV B juga disebut golongan transaktinida. Unsur dalam golongan IV B termasuk dalam unsur transisi yaitu unsur blok d yang konfigurasi elektronnya diakhiri oleh sub kulit d. Unsur-unsur yang termasuk dalam golongan IV B yaitu Titanium (Ti), Zirkonium (Zr), Hafnium (Hf). Beberapa sifat golongan ini dapat kita lihat dalam Sistem Periodik Unsur. Konfigurasi elektron terluar unsur ini adalah (n-1)d2 ns2 . Bilangan oksidasi yang sering dijumpai adalah +2, +3 dan +4, namun untuk Zr dan Hf dijumpai bilangan oksidasi +1. Bilangan oksidasi +4 dikatakan lebih stabil dari lainnya karena bilangan oksidasi yang lebih rendah mengalami disproporsionasi. Seperti yang terjadi pada Titanium. 2 Ti+3 → Ti+2 + Ti+4 2Ti+2 → Ti + Ti+4 Logam-logam ini sangat keras, merupakan konduktor yang baik memunyai titik didih dan titik cair yang tinggi. Tidak reaktif pada suhu kamar tetapi jika dipanaskan dengan O2 pada suhu di atas 600 0C akan membentuk MO2, sedang dengan halogen akan membentuk MX4. Dalam larutan asam atau basa, logam ini tidaklah larut karena justru membentuk oksidanya sebagai pelindung. Meskipun begitu, Zr larut dalam Aquaregia sedang Ti dapat larut dalam HF yang kemudian membentuk H2TiF6 dan H2. Hf mempunyai jari-jari atom yang sama dengan Zr dan oleh karena itu keduanya memiliki sifat yang sama. Maka dari alasan inilah keduanya sukar dipisahkan.

1. 2. 3. 4. 5.

B. RUMUSAN MASALAH Apa saja unsur – unsur yang berada pada golongan IV ? Bagaimana kelimpahan unsur – unsur golongan IV? Bagaimana sifat fisis dan sifat kimia unsur – unsure golongan IV ? Bagaimana reaksi-reaksi dari unsur-unsur golongan IV? Bagaimana kegunaan dari unsur-unsur golongan IV?

1. 2. 3. 4. 5.

C. TUJUAN Mengetahui unsur – unsur yang berada pada golongan IVB Mengetahui kelimpahan unsur – unsur golongan IVB Mengetahui sifat fisis dan sifat kimia unsur – unsur golongan IVB Mengetahui reaksi – reaksi dari unsur – unsur golongan IVB Mengetahui kegunaan dari unsur- usur golongan IVB

BAB II PEMBAHASAN A. KEBERADAAN DAN KELIMPAHAN DI ALAM  Titanium (Ti) Unsur ini terdapat di banyak mineral dengan sumber utama adalah Rutile dan Ilmenite, yang tersebar luas di seluruh bumi. Ada 2 bentuk allotropic dan 5 isotop alami dari unsur ini;Ti-46 sampai Ti-50 dengan Ti-48 yang paling banyak terdapat di alam (73,8%). Salah satu karakteristik Titanium yang paling terkenal adalah sifat yang sama kuatnya dengan baja namun hanya dengan 60% berat baja. Unsur Titanium terdapat dalam bentuk senyawa : TiB2 (Titanium Borida), TiC ( Titanium Carbida), TiO2 ( Titanium Dioksida), TiN (Titanium Nitrida). Logam ini juga dijumpai pada Meteorit dan ditemukan pada Matahari dan bintang jenis M. Batuan yang dibawa dari bulan pada misi Apollo-17, mengandung 12,1% TiO2.  Zirkonium (Zr) Zirkonium banyak terdapat dalam alam mineral seperti zircon (Hyacianth) dan zirconia (baddeleyit). Baddeleyit sendiri merupakan oksida zirkonium yang tahan terhadap suhu luar biasa tinggi sehingga digunakan untuk pelapis tanur tinggi. Zirkonium terjadi secara alami, terdapat 4 isotop stabil dan dari 1 radio isotop (96Zr) yang mempunyai waktu hidup yang sangat panjang. Radioisotop kedua yang paling stabil adalah 93Zr yang mempunyai waktu paruh 1,53 juta tahun. 80 radioisotop lain baru diamati. Kebanyakkan dari mereka mempunyai waktu paruh lebih sedikit dari 1 hari kecuali 95Zr (64,02 hari), 88Zr (63,4 hari), dan 89Zr (78,41 hari).  Hafnium (Hf) Logam ini diperkirakan menyusun kurang lebih 0,00058 % dari lapisan bumi. Logam ini ditemukan dalam campuran senyawa Zirkonium yang mana tidak ditemukan dalam unsur bebas di alam. Mineral yang mengandung Zirkonium seperti Alvite [(Hf, Th, Zr) SO4 H2O], Thortveitite dan Zirkon (Zr SlO4) biasanya mengandung 1%-5% Hf. Antara logam Hafnium dan Zirkonium mempunyai sifat yang sama sehingga sulit dipisahkan. Perlu diketahui bahwa Hafnium ditemukan sebagai produk sampingan dari pemurnian Zirkonium. Hafnium alami merupakan campuran dari 6 isotop stabil yaitu : Hafnium 174 (0,2%), Hafnium 176 (5,2%), Hafnium 177 (18,6%), Hafnium 178 (27,1%), Hafnium 179 (13,7%), dan Hafnium 180 (35,2%).  Silikon Silikon merupakan unsur kedua paling melimpah dialam setelah oksigen.Silikon banyak ditemukan dalam persenyawaannya bersama oksigen dalam berbagai bentuk silika dan silikat.Silikat mengandung unsur Si dan O dengan rumus senyawa SiO4 dan struktur tetrahedral, yang termasuk dalam sejumlah logam.Sekitar 90% kerak bumi terbentuk dari silika dan terjadi secara alamiah dalam bentuk silikat. Silikon tak pernah ditemukan di alam dalam bentuk unsur bebas. Diantara semua elemen, unsur silikon merupakan unsur terbanyak ketiga setelah hidrogen dan karbon. Silikon bersifat elektropositif sehingga bertindak seperti metalloid atau semikonduktor.Dalam beberapa bentuk silikon dapat bersifat menyerupai logam dan non logam. Sebagian besar silikon mengandung 28Si (92.23%) bersama dengan

1

4,67% 29Si dan 3,10% 30Si. Tak ada lagi isotop lain yang stabil. 29Si memiliki spin inti I= 2, dan banyak digunakan dalam spektrofotometri NMR. 31Si dibentuk melalui radiasi neutron 1

Si, memiliki t 2 selama 2,62 h; hal ini dapat dideteksi oleh karakterisasi aktivitas β, dan ini

30

sangat bermanfaat untuk analisis kuantitatif dari Si oleh aktivitas neutron. Terdapat lebih dari 1000 silikat yang terkandung dalam tanah liat, mika, feldspar, granit, asbes, dan hornblende. Silikat alami memiliki struktur ortosilikat SiO44-, pirosilikat Si2O76dan struktur kompleks lainnya, seperti (SiO3)n2n- yang memiliki cincin heksagonal, atau Piroxene (SiO32-)n dan amphibole (Si4O116-) yang memiliki rantai tak hingga. Beberapa silikat alami terkandung dalam umumnya mineral seperti tremolite, Ca2Mg5(OH)2Si8O22; diopside CaMg(SiO3)2; Kaolin, H8Al4Si4O18; montmorilonit, H2Al2Si4O12; talc, Mg3[(OH)2 SiO10]; muskovit H2KAl3(SiO4)3; Hemimorfit, Zn4(OH)2Si2O7.H2O; zircon ZrSiO4; beril Be3Al2Si6O18; feldspar KAlSi3O8, ensatite (MgSiO3)n; tourmaline, topaz, zeolite. Terdapat banyak gamestone yang terbuat dari silikat, diantaranya adalah beril, emerald, aquamarine, morganit, topaz, tourmaline, zircon, batu amazon dan moonstone. Diyakini bahwa silikon adalah produk dari reaksi nuklir kosmik di mana partikel alpha diserap pada suhu 109 Kelvin ke dalam inti karbon-12, oksigen-16, dan neon-20. Silikon unsur murni terlalu reaktif ditemukan bebas di alam, tetapi tidak membentuk banyak senyawa di Bumi, terutama oksida kristal (kuarsa, kristobalit, dan tridimit) dan mineral amorf (batu akik, opal, dan kalsedon).  Torium Thorium melimpah di kerak bumi, yang hampir melimpah seperti timah dan tiga kali lebih banyak daripada uranium. Hal ini ditemukan dalam jumlah kecil di sebagian besar batuan dan tanah. Granitile berisi hingga 80 ppm thorium. Karena thorium oksida sangat larut, sangat sedikit elemen ini bersirkulasi melalui lingkungan. Thorium terjadi secara alami sebagai mineral thorite, uranothorite, thorianite, yang merupakana komponen utama dari monasit dan terdapat dengan jumlah yang signifikan dalam mineral zirkon, titanite, gadolinit dan betafite. Produksi dunia thorium melebihi 30.000 ton per tahun dan cadangan melebihi 3 juta ton thorium. B. SIFAT FISIK DAN KIMIA  TITANIUM Titanium adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Ti dan nomor atom 22. Titanium merupakan logam transisi yang ringan, kuat, “lustrous”, tahan korosi (termasuk tahan terhadap air laut dan klorin) dengan warna putih-metalik keperakkan.Titanium digunakan dalam alloy kuat dan ringan (terutama dengan besi dan alumunium) dan merupakan senyawa terbanyaknya, Titanium dioxide, digunakan dalam pigmen putih.  ZIRKONIUM Zirkonium adalah sebutan untuk logam berwarna putih keabu-abuan, berbentuk kristal (amorf), lunak, dapat ditempa dan diulur bila murni juga tahan terhadap udara bahkan api (read-head). Logam yang ditemukan oleh M.H.Kalaproth tahun 1788 dalam bentuk mineral Zirkon (ZrO2) ini tidak ditemukan di alam dalam keadaan

bebas, tetapi sebagai oksida atau silikat dalam kerak bumi dan batu-batuan dalam kadar kecil. Logam memiliki lambang Zr dengan nomor atom relatif 91,224.  HAFNIUM Hafnium adalah logam yang ditemukan oleh Dirk Coster tahun 1923 memiliki tampilan yang berkilau seperti perak dengan symbol Hf bernomor atom 72. Logam ini resistan terhadap korosi dan mempunyai sifat fisika dan kimia yang mirip dengan Zirkonium. Logam ini memiliki kemiripan konfigurasi elektronik dengan jari-jari atom serta jari-jari sonic dengan Zirkonium. Hal tersebut dikarenakan pengaruh dari lanthanide contraction (q.v).  SILIKON  TORIUM Komposisi fisika dari senyawa thorium bersifat sangat kuat, hal ini dipengaruhi oleh prosentasi banyaknya unsur didalamnya yang sangat komplek. Senyawa thorium stabil dalam keadaan oksidasi +4. Thorium dioksida memiliki titik leleh tertinggi (3300°C) dari semua oksida. Thorium (IV) nitrat dan thorium (IV) fluorida dikenal dalam bentuk terhidrasi: Th (NO3) 4 · 4H2O dan THF4·4H2O, masing-masing thorium (IV) karbonat, Th (CO3)2. Ketika diperlakukan dengan fluorida kalium dan asam fluorida, Th4+ bentuk kompleks anion THF 2 - 6, yang mengendap sebagai garam larut, K2 THF6. Thorium (IV) hidroksida, Th (OH) 4, tidak larut dalam air, dan tidak amfoter. Para peroksida dari thorium jarang dengan menjadi padat larut. Properti ini dapat dimanfaatkan untuk memisahkan thorium dari ion lain dalam larutan.

Sifat fisik dan kimia unsur Silikon, Titanium, Zirkonium, Hafnium, dan Torium dapat dilihat pada tabel dibawah ini : Unsur Silikon Titanium Zirkonium Hafnium Torium Simbol Si Ti Zr Hf Th Radius Atom 147 pm 1.6 Å 1,67 Å 3 Volume Atom 14.1 cm /mol 13,6 cm3/mol Massa Atom 28.0855 47.867 91.224 178,49 Titik Didih 2355 C 5949 K 4682 K 4857 K Radius Kovalensi 160±8pm 1.45 Å 1,44 Å Struktur Kristal Kubus Heksagonal Heksagonal Heksagonal 3 Massa Jenis 4,056 6.51 g/cm 13,31 g/cm3 g/cm3 Elektronegativitas 1,54 1.33 1,3 2 2 2 2 2 2 Konfigurasi [Ne]3s 3p [Ar]3d 4s [Kr]4d 5s [Xe]4f145d26s2 elektron Potensial ionisasi 6,84 V 6,65 V Titik lebur 1410 C 1941 K 2128 K 2504 K Biloks 4 4 4

Warna

Abu-abu metalik

Putih perak

Putih abuabu

Terang perak

Putih keperakan

C. REAKSI KIMIA  Titanium  Reaksi dengan Air Titanium akan bereaksi dengan air membentuk Titanium dioksida dan hydrogen. Ti(s) + 2H2O(g) → TiO2(s) + 2H2(g)  Reaksi dengan Udara Ketika Titanium dibakar di udara akan menghasilkan Titanium dioksida dengan nyala putih yang terang dan ketika dibakar dengan Nitrogen murni akan menghasilkan Titanium Nitrida. Ti(s) + O2(g) → TiO2(s)2Ti(s) + N2(g) →TiN(s)  Reaksi dengan Halogen Reaksi Titanium dengan Halogen menghasilkan Titanium Halida. Reaksi dengan Fluor berlangsung pada suhu 200°C. Ti(s) + 2F2(s) → TiF4(s) Ti(s) + 2Cl2(g) → TiCl4(s) Ti(s) + 2Br2(l) → TiBr4(s) Ti(s) + 2I2(s) → TiI4(s)  Reaksi dengan Asam Logam Titanium tidak bereaksi dengan asam mineral pada temperatur normal tetapi dengan asam hidrofluorik yang panas membentuk kompleks anion (TiF6)3- 2Ti(s) + 2HF (aq) → 2(TiF6)3-(aq) + 3 H2(g) + 6 H+(aq)  Reaksi dengan Basa Titanium tidak bereaksi dengan alkali pada temperatur normal, tetapi pada keadaan panas.  Zirkonium (Zr)  Reaksi dengan Air Zirkonium tidak bereaksi dengan air pada keadaan di bawah normal.  Reaksi dengan Udara Zr (s) + O2 (g) → ZrO2 (s)  Reaksi dengan Halogen Zirkonium bereaksi dengan Halogen membentuk Zirkonium (IV) Halida. Zr (s) + 2F2 (g) → ZrF4 (s) Zr (s) + 2Cl2 (g) → ZrCl4 (s) Zr (s) +2Br2 (g) → ZrBr4 (s) Zr (s) + 2I2 (g) → ZrI4 (s)  Reaksi dengan Asam Hanya terdapat sedikit kemungkinan logam Zirkonium bereaksi dengan asam. Zirkonium tidak dapat bercampur dengan asam hidrofluorik, HF, membentuk kompleks fluoro.

 Hafnium (Hf) Logam Hafnium resistan terhadap kondisi alkali, namun Hafnium bereaksi dengan Halogen membentuk Hafnium Tetrahalides, misalnya HfCl4, Hf F4. Selain itu, pada temperature tinggi, Hafnium dapat bereaksi dengan Oksigen membentuk HfO2, dengan Nitrogen membentuk HfN yang mana mempunyai titik didih 3305oC, dengan Karbon membentuk HfC, dengan Melting Point mendekati 3890oC ,dan Boron, Silikon serta Sulfur.  Reaksi dengan Air Tidak bereaksi dengan air di bawah kondisi normal.  Reaksi dengan Udara Hf (s) + O2 (g) → HfO2 (s)  Reaksi dengan Halogen Hf (s) +2F2 (g) → HfF4 (s)  Silikon (Si)  Reaksi dengan Halogen Silikon bereaksi dengan halogen secara umum, bahkan sampai terbakar dalam gas flour (menggunakan suatu atom halogen). Si + 2X2 → SiX4  Asam-oksi yang umum Bila dipanaskan dalam udara, unsur ini bereaksi dengan oksigen dalam reaksi pembakaran yang sangat eksotermik untuk membentuk oksida SiO2, pada hakikatnya tidak reaktif dengan air pada suhu-suhu biasa. Namun, dua asam silikat sederhana adalah asam ortosilikat, H4SiO4, dan asam metasilikat, H2SiO3. Kedua senyawa ini praktis dan larut dalam air, tetapi mereka memang bereaksi dengan basa. Contohnya: H4SiO4(s) + 4 NaOH(aq) → Na4SiO4(aq) + H2O(aq)  Torium (Th)

D. PROSES METALURGI  TITANIUM Proses-proses yang diperlukan untuk mengekstrak titanium dari berbagai bijih merupakan proses yang sulit dan mahal. Logamnya tidak dapat dibuat dengan mereduksi bijih (rutil) oleh karbon (C), karena akan dihasilkan karbida yang sangat stabil. Logam Ti murni pertama kali dibuat pada tahun 1910 oleh Matius A. Hunter di Rensselaer Polytechnic Institute dengan memanaskan TiCl4 dengan natrium pada suhu 700-800°C yang disebut dengan proses Hunter. Logam Titanium tidak digunakan di luar laboratorium sampai 1932 ketika William Justin Kroll membuktikan bahwa Ti dapat dihasilkan dengan mereduksi titanium tetraklorida

(TiCl4) dengan kalsium. Delapan tahun kemudian proses ini disempurnakan dengan menggunakan Magnesium (Mg) yang kemudian dikenal sebagai proses Kroll. Meskipun penelitian tentang proses untuk menghasilkan logam Ti terus berlanjut agar proses produksi Ti menjadi lebih efisien dan proses lebih murah (misalnya, proses FFC Cambridge), proses Kroll masih tetap digunakan untuk produksi komersial walaupun mahal. Itulah yang menyebabkan tingginya harga Titanium di pasaran, karena prosesnya pembuatannya yang rumit dengan melibatkan logam mahal lainnya seperti magnesium.  Proses Kroll Oksida (rutile atau ilmenite) pertama kali dikonversi menjadi klorida melalui karboklorinasi dengan mereaksikan rutile atau ilmenite tersebut pada suhu nyala merah dengan menggunakan karbon (C) dan klorin (Cl2) sehingga dihasilkan TiCl4 (titanium tetraklorida) yang kemudian berlanjut dengan proses distilasi fraksionasi untuk membebaskannya dari kotoran seperti FeCl3. Senyawa titanium tetraklorida, kemudian direduksi oleh lelehan magnesium bersuhu 800 °C dalam atmosfer argon. Ti yang dihasilkan masih berbentuk massa yang berbusa dimana kelebihan Mg dan MgCl2 kemudian dibuang melalui penguapan pada suhu 10000C. Busa tersebut kemudian dilelehkan dalam loncatan listrik dan dicetak menjadi batangan Ti murni ; harus digunakan atmosfer helium atau argon karena titanium mudah bereaksi dengan N2 dan O2 jika dipanaskan. Metode penemuan terbaru, proses FFC Cambridge dikembangkan untuk menggantikan proses Kroll bila memungkinkan. Metode ini menggunakan serbuk titanium dioksida (hasil pemurnian rutil) sebagai bahan baku untuk menghasilkan hasil akhir yang berupa bubuk atau spons. Jika campuran serbuk oksida digunakan, produk yang dihasilkan akan menghabiskan biaya yang lebih rendah daripada proses multi tahap peleburan konvensional. Proses FFC Cambridge dapat memproduksi titanium yang lebih langka dan mahal untuk industri penerbangan dan barang-barang mewah, dan dapat dilihat di banyak produk yang saat ini diproduksi dengan menggunakan bahan baku aluminium dan baja. Titanium paduan biasanya dibuat dengan proses reduksi. Sebagai contoh, cuprotitanium (reduksi rutile dengan tambahan tembaga), ferrocarbon titanium (ilmenite direduksi dengan coke dalam tanur listrik), dan manganotitanium (Rutile dengan mangan atau mangan oksida) yang direduksi. 2FeTiO3 + 7Cl2 + 6C → 2TiCl4 + 2FeCl3 + 6CO (900°C) 2FeTiO3 + 7Cl2 + 6C → 2TiCl4 + 2FeCl3 + 6CO (900°C) TiCl4 + 2Mg → 2MgCl2 + Ti (1100 °C) TiCl4 + 2Mg → 2MgCl2 + Ti (1100 ° C)  ZIRKONIUM 1. Proses Klorinasi Klorinasi Zirkon dilakukan dengan mengubah zirkon kedalam bentuk zirkonium karbida dengan menggunakan graphite pada graphite lined arcfurnace dengan temperatur proses 1800oC : ZrSiO4 + 4C → ZrC + SiO + 3CO

2.

1. 2. 3.

Silicon monoxide menguap pada temperatur 1800oC. Setelah itu ZrC diubah menjadi ZrCl dengan cara klorinasi pada temperatur 500oC: ZrC + 2Cl2 → ZrCl4+ C Pada perkembangannya, Zirkon dan karbon dicampurkan dan diklorinasi pada temperatur 1200oC dan menghasilkan ZrCl, pada satu proses saja. ZrSiO4 + 4C + 4Cl2 → ZrCl4 + SiCl4 + 4CO Proses Alkali Fusion Dikembangkan oleh Ames Laboratory of the U.S. Atomic Energy Commission. Proses ini cocok untuk memisahkan hafnium darizirkonium dengan menggunakan solvent extraction dari suatu larutan aqueous. Pertama, Pasir zirkon dengan fraksi 1 sampai 1.5 kali berat sodium hydroxide dicampurkan. Kemudian dipanaskan pada suatu furnace pada temperatur 565oC. Sodium hydroxide meleleh pada temperatur 318oC dan pada temperatur lebih tinggi sodium hydroksida akan bereaksi dengan pasir zirkon. 4NaOH + ZrSiO4 → Na2ZrO3 + Na2SiO3 + 2H2O Steam kemudian dilarutkan sehingga campuran menjadi berfasa viscous dan berubah menjadi fragile-porous solid (“frit”) saat temperatur mencapai 530oC. Setelah pendinginan, fragile-porous solid dipecah dandilakukan leaching menggunakan air, dimana terjadiekstraksi Na2SiO3. Residu kemudian di-leaching dengan menggunakan asam yang melarutkan Na2ZrO3. 3. Proses Fluosilicate Fusion Digunakan di Uni Soviet untuk menghasilkan feed pada separasi hafnium dari zirkonium dengan fractional crystallization dari K2MF6. Zirkon dihancurkan sampai ukuran 200 mesh dandicampur dengan potassium flousilicate dan potassiumklorida. Campuran tersebut disinter dalam sebuah rotary furnace pada temperatur 650 dan 700oC. Reaksi yang terjadi adalah : ZrSiO4 + K2SiF6 → K2ZrF6 + 2SiO2 Produk hasil proses sinter tersebut didinginkandan dihancurkan sampai berukuran 100 mesh dan dilakukan proses leaching pada temperatur 85oC dengan HCl 1%. Hasilnya di-filter pada temperature 80oC lalu didinginkan agar terbentuk kristal K2ZrF6 (serta K2HfF6) yang kemudian disaring dan dicuci dengan air. Terdapat tiga cara yang dapat digunakan dalam proses pembuatan zirconium, yaitu: Proses Kroll, meliputi reduksi dari uap tethrachloride dari leburan magnesium. Proses hot wire, meliputi dekomposisi dari iodide. Elektrolisis dari double potassium floride yang dilarutkan ekstraksi zirconium dari zircon, yaitu dari lelehan garam.

 HAFNIUM  SILIKON Teknik pembuatan silikon itu terbilang sederhana. Mineral silika yang telah dimasukkan ke dalam larutan kalsium klorida (CaCl) dipanaskan hingga suhu 850oCelsius. Atom oksigen yang ada di dalam silika akan berubah menjadi ion oksida. Akibatnya, secara perlahan silika akan menjadi silikon. "Ini cara terbaik dan termurah untuk membuat silikon,".

1.

2.

3.

4.

Sebelumnya, teknologi pembuatan silikon terbilang rumit. Selain memanfaatkan silika, beberapa unsur seperti seng (Zn), besi (Fe), dan timbel (Pb) harus digunakan dalam reaksi kimiawi pembuatannya. Proses ini baru berjalan pada suhu yang sangat tinggi (2.000o Celsius). Cara lain untuk memperoleh silikon salah satunya melalui proses berikut: Proses reduksi ini dilangsungkan di dalam tungku listrik pada suhu 3000 °C. Reaksi yang Silikon dibuat dengan mereduksi kuarsa (quartz) atau sering disebut juga dengan silika ataupun silikon dioksida dengan kokas (C). terjadi adalah: SiO2(l) + 2C(s) –––→ Si(l) + 2CO2 Silikon yang diperoleh kemudian didinginkan sehingga diperoleh padatan silikon. Namun silikon yang diperoleh dengan cara ini belum dalam keadaan murni. Agar diperoleh silikon dalam bentuk murni diawali dengan mereaksikan padatan silikon yang diperoleh melalui cara di atas direaksikan dengan gas klorin (Cl2), sesuai reaksi berikut: Si(s) + Cl2(g) –––→ SiCl4(g) Gas SiCl4 ini mememiliki titik didih 58 °C. Uap yang terbentuk kemudian dilewatkan melalui sebuah tabung panas berisi gas H2 sehingga terbentuk Si, berikut reaksinya: SiCl4(g) + 2H2(g) –––→ Si(s) + 4HCl(g) Padatan Si yang terbentuk berupa batangan yang perlu dimurnikan lebih lanjut dengan cara pemurnian zona (zona refining), seperti pada gambar berikut.

Pada pemurnian zona batangan silikon tidak murni secara perlahan dilewatkan ke bawah melalui kumparan listrik pemanas yang terdapat pada zona lebur. Karena pemanasan maka batang silikon tidak murni akan mengalami peleburan. Seperti pada sifat koligatif larutan tentang pemurnian titik lebur larutan dimana titik lebur larutan adalah lebih rendah dibandingkan titik lebur pelarut murni. Pemurnian silikon anolog dengan hal tersebut, silikon murni di anggap sebagai pelarut sedangkan leburan silikon yang mengandung pengotor dianggap sebagai larutan. Berdasarkan sifat koligatif larutan maka titik lebur silikon murni akan akan lebih tinggi dibanding titik lebur silikon yang tidak murni (bagian yang mengandung pengotor). Hal ini menyebabkan pengotor cenderung mengumpul disilikon yang mengandung pengotor (bagian atas pada zona peleburan). Selama permurnian zona berlangsung maka bagian bawah yang merupakan silikon murni akan bertambah banyak sedangkan bagian atas semakin sedikit. Pengotor yang ada akan terkonsentrasi pada bagian yang sedikit tersebut. Setelah leburan mengalami pembekuan maka akan diperoleh suatu batangan dimana salah satu ujung merupakan silikon paling murni sedangkan silikon yang lain merupakan silikon yang dipenuhi dengan pengotor atau bagian silikon yang paling tidak murni. Walaupun demikian terkadang bagian yang paling murni dari silikon ada pada bagian atas sedangkan bagian yang paling tidak murni berada pada bagian bawah. Bagian yang murni dan tidak murni dapat dipisahkan dengan cara pemotongan.

 TORIUM

E. APLIKASI ATAU KEGUNAAN  TITANIUM Titanium adalah logam yang sangat akrab dengan kehidupan manusia. Banyak orang tahu bahwa titanium dapat digunakan dalam perhiasan, prosthetics, raket tenis, sarung tangan kiper, gunting, rangka sepeda, alat-alat bedah, ponsel, dan produk lainnya yang membutuhkan kekuatan bahan. Pada kondisi murni, titanium lebih kuat dari beberapa baja, tapi bobotnya hanya sekitar setengah dari baja. Titanium juga 2 kali lebih kuat dari aluminium tetapi bobotnya 60% lebih berat dari aluminium. Titanium bisa juga dipadukan dengan besi, aluminium, vanadium, nikel, molibdenum dan logam lainnya untuk menghasilkan paduan performa tinggi. Suku cadang mesin jet, pesawat ruang angkasa, peralatan militer, pelindung tubuh, dan produk teknologi tinggi lainnya dibuat dengan paduan titanium.  ZIRKONIUM a) Logam zirkonium digunakan dalam teras reaktor nuklir karena tahan korosi dan tidak menyerap neutron. Zircaloy merupakan aliase zirkonium yang penting untuk penyerapan nuklir, seperti menyalut bagian-bagian bahan bakar. b) Biasanya digunakan untuk komponen dalam deodorant, bola lampu, filament, dan batu permata buatan. c) Zr banyak digunakan dalam reaktor nuklir sebagai air-cooled. d) Zirkonium digunakan dalam industri baja untukmenghilangkan nitrogen dan belerang dari besi, sehinggadapat meningkatkan kualitas dari baja. e) Zr ditambahkan ke besi untuk menciptakan sebuah paduan yang dapat meningkatkan machinability, ketangguhan, dan keuletan. f) Zirkonium Foil digunakan untuk ignition-flash material pada photography bulb. g) Sponged Zirkonium banyak digunakan pada industri militer. h) Zirkonium dan paduannya dengan Al, Fe, Ti, atau Vdigunakan pada vacuum tube, pada pipa gas dan pada ultra-high-purity environment di industri semikonduktor. i) Zirkonium powder merupakan sumber panas pada alat peledak dan alat pembakar untuk berbagai kegunaan, termasuk untuk automotive air bag inflator. j) Zirkonium juga digunakan untuk konstruksi reaktor kimia dimana ketahanan korosi sangat dibutuhkan. k) Zirkonium yang bercampur dengan titanium, nikel, tembaga menghasilkan Liquidmetal. Liquidmetal adalah sejenis amorphous metal alloys hasil pengembangan California Institute of Technology. Sifat bahan ini sangat kuat dan ringan. Apabila disentuh, permukaannya halus seperti kaca. l) Cubic Zirconia memiliki kandungan Zirconium Oxide dengan warna alami. m) Zirconium oxyclorida, sebagai bahan pelapis (coating) pada tekstil. n) Zirkonium hydrat sebagai moderator neutron.

o) Zirkonium karbonat sebagai obat ( berbentuk salep) utntuk melawan racun yang berasal dari tumbuh-tumbuhan p) Dalam industri kimia, zirkonia digunakan untuk pembuatan zirconium sulfat, H2ZrO2(SO4)2.3H3O. bahan kimia ini sangat penting karena merupakan bahan dasar dalam pembuatan kimia zirkonium lainnya. Zirkonium sulfat digunakan sebagai bahan untuk penyamakan kulit (tanning leather) dan bahan tambahan pada pigmen titania ( berfungsi sebagai penstabil pigmen).  HAFNIUM Hafnium mamiliki absorpsi cross-section yang baik untuk neutron (hampir 600 kali lipat dari zirkonium) dan juga memiliki sifat mekanik yang sangat bagus dan sangat resistan terhadap korosi, sehingga dapat digunakan sebagai tangkai kontrol reaktor yang digunakan di kapal selam nuklir. Hafnium juga dapat digunakan dalam bola pijar dan bola lampu gas serta merupakan getter efisien untuk mengambil oksigen dan nitrogen.  SILIKON Kristal silikon yang terkontaminasi dengan bahan pengotor (arsen dan boron) digunakan untuk semikonduktor pada elemen komputer dan industri elektronik. Silikon dapat digunakan untuk membuat sel surya untuk menyediakan listrik dalam menghitung cahaya teraktifkan, sehingga dapat mengkonversi cahaya menjadi energy listrik. Silika yang dicampurkan dengan sodium karbonat dan kalsium karbonat kemudian dipanaskan hingga meleleh, dapat digunakan untuk membentuk gelas kimia ketika didinginkan. Penggunaan penting dari silikon adalah dalam pembuatan transistor, chips, komputer dan sel surya. Untuk tujuan itu diperlukan silikon ultra murni. Silikon juga digunakan dalam berbagai jenis alise dengan besi (baja). Sedangkan senyawa silikon digunakan dalam industri. Silica dan silikat digunakan untuk membuat gelas, keramik, porselin dan semen.  TORIUM