Besi

Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak digunakan untuk kehidupan manusia sehari-hari dari yang bermanfaat sampai dengan yang merusakkan. Dalam tabel periodik, besi mempunyai simbol Fe dan nomor atom 26. Besi juga mempunyai nilai ekonomis yang tinggi.

Besi adalah logam yang paling banyak dan paling beragam penggunaannya. Hal itu karena beberapa hal, diantaranya:

          Kelimpahan besi di kulit bumi cukup besar, Pengolahannya relatif mudah dan murah, dan Besi mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan dan mudah dimodifikasi. Salah satu kelemahan besi adalah mudah mengalami korosi. Korosi menimbulkan banyak kerugian karena mengurangi umur pakai berbagai barang atau bangunan yang menggunakan besi atau baja. Sebenarnya korosi dapat dicegah dengan mengubah besi menjadi baja tahan karat (stainless steel), akan tetapi proses ini terlalu mahal untuk kebanyakan penggunaan besi.

Korosi besi memerlukan oksigen dan air. Berbagai jenis logam contohnya Zink dan Magnesium dapat melindungi besi dari korosi. Cara-cara pencegahan korosi besi yang akan dibahas berikut ini didasarkan pada dua sifat tersebut.

1.        Pengecatan. Jembatan, pagar, dan railing biasanya dicat. Cat menghindarkan kontak dengan udara dan air. Cat yang mengandung timbel dan zink (seng) akan lebih baik, karena keduanya melindungi besi terhadap korosi.

2.        Pelumuran dengan Oli atau Gemuk. Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin. Oli dan gemuk mencegah kontak dengan air.

3.        Pembalutan dengan Plastik. Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak dengan udara dan air.

4.        Tin Plating (pelapisan dengan timah). Kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi yang dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan secara elektrolisis, yang disebut tin plating. Timah tergolong logam yang tahan karat. Akan tetapi, lapisan timah hanya melindungi besi selama lapisan itu utuh (tanpa cacat). Apabila lapisan timah ada yang rusak, misalnya tergores, maka timah justru mendorong/mempercepat korosi besi. Hal itu terjadi karena potensial reduksi besi lebih negatif daripada timah. Oleh karena itu, besi yang dilapisi dengan timah akan membentuk suatu sel elektrokimia dengan besi sebagai anode. Dengan demikian, timah mendorong korosi besi. Akan tetapi hal ini justru yang diharapkan, sehingga kaleng-kaleng bekas cepat hancur.

5.        Galvanisasi (pelapisan dengan Zink). Pipa besi, tiang telepon dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisannya tidak utuh. Hal ini terjadi karena suatu mekanisme yang disebut perlindungan katode. Oleh karena potensial reduksi besi lebih positif daripada zink, maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan demikian besi terlindungi dan zink yang mengalami oksidasi (berkarat). Badan mobil-mobil baru pada umumnya telah digalvanisasi, sehingga tahan karat.

6.        Cromium Plating (pelapisan dengan kromium). Besi atau baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung yang mengkilap, misalnya untuk bumper mobil. Cromium plating juga dilakukan dengan elektrolisis. Sama seperti zink, kromium dapat memberi perlindungan sekalipun lapisan kromium itu ada yang rusak.

7.        Sacrificial Protection (pengorbanan anode). Magnesium adalah logam yang jauh lebih aktif (berarti lebih mudah berkarat) daripada besi. Jika logam magnesium dikontakkan dengan besi, maka magnesium itu akan berkarat tetapi besi tidak. Cara ini digunakan untuk melindungi pipa baja yang ditanam dalam tanah atau badan kapal laut. Secara periodik, batang magnesium harus diganti.

Besi (II)

                Besi yang murni adalah logam berwarna putih perak, yang kukuih dan liat. Ia melebur pada 1535⁰C. Jarang terdapat besi komersial yang murni; biasanya besi mengandung sejumlah kecil karbida, silisida, fosfida, dan sulfide dari besi, serta seedikit grafit. Zat-zat pencemar ini memainkan peranan penting dalam kekuatan struktur besi. Besi dapat dimagnitkan. Asam klorida encer atau pekat dan asam sulfat encer melarutkan besi, pada mana menghasilkan garam-garam besi (II) dan gas hydrogen.

Besi (III)

Pakailah larutan 0,5 M dari besi(III) klorida FeCl₃ . 6 H₂O. Larutan harus berwarna kuning jernih. Jika larutan berubah menjadi coklat, karena hidrolisis, harus ditambahkan beberapa tetes asam klorida.

1.      Larutan ammonia :

     Endapan coklat merah seperti gelatin dari besi(III) hidroksida, yang tak larut dalam reagensia berlebihan, tetapi larut dalam asam.
Fe³⁺ + 3 NH₃ + 3 H₂O      ----->        Fe(OH)₃ ↓ + 3 NH₄⁺ 
 

1.        Larutan natrium hidroksida :

     Endapan coklat kemerahan besi(III) hidroksida, yang tak larut dalam reagensia berlebihan(perbedaan dari alumanium dan kromium) :

       Fe³⁺  + 3 OH‾    ----->   Fe(OH)₃ ↓

2.        Gas hydrogen sulfida belerang sebagai endapan putih susu :

       2 Fe³⁺ + H₂S        ----->      2 Fe²⁺ + 2H⁺  + S↓

3.        Larutan ammonium sulfida :

Terbentuk endapan hitam, yang terdiri dari besi(II) sulfide dan belerang :

       2 Fe³⁺ + 3 S^2‾      ----->       2 FeS ↓ + S ↓

4.        Kalium sianida (racun) :

  Bila ditambahkan perlahan-lahan, menghasilkan larutan kuning, pada mana terbentuk ion heksasianoferat(III) :

  Fe(CN)₃ ↓ + 3 CN‾   ------>      [Fe(CN)₆]^3‾

Karakteristik Besi (II) dan besi (III)
 

Umum
Nama, Simbol, Nombor	besi, Fe, 26
Siri kimia	logam peralihan
Kumpulan, Kala, Blok	8, 4, d
Rupa	logam berkilat kekelabuan
Jisim atom	55.845(2) g/mol
Konfigurasi electron	[Ar] 3d6 4s2
Bilangan elektron per petala	2, 8, 14, 2
Sifat fizikal
Keadaan	pepejal
Ketumpatan (sekitar suhu bilik)	7.86 g/cm³
Ketumpatan cecair pada takat lebur	6.98 g/cm³
Takat lebur	1811 K (1538 °C, 2800 °F)
Takat didih	3134 K (2861 °C, 5182 °F)

Analisis Besi

              Besi(II) dapat dideteksi dengan sangat dapat dipercaya dengan α, α^’  dipiridil, uji ini memastikan,  meskipun ada juga terikut besi(III). Pada gilirannya, ion besi(III) dapat dideteksi dengan larutan ammonium tiosianat. Perlu diingat bahwa bahkan larutan garam besi(II) murni yang baru mengandung sedikit besi(III) dan uji tiosianat akan positif dengan larutan-larutan ini.

Uji kering

a.    Uji pipa tiup

Bila senyawa-senyawa besi dpanaskan di atas arang dengan natrium karbonat, dihasilkan partikel-partikel logam besi yang abu-abu ; partikel-partikel ini biasanya sukar dilihat, tetapi dapat dipisahkan dari arang dengan memakai suatu magnet.

b.     Uji manik boraks

Dengan besi yang berjumlah sedikit, manic ini berwarna coklat-kekuningan ketika panas dan kuning ketika dingin dalam nyala oksidasi, dan hijau muda dalam nyala reduksi ; dengan besi yang berjumlah banyak, manic berwarna coklat-kemerahan dalam nyala oksidasi.

Penanggulangan Kelebihan Kadar Besi

Zat besi (Fe) adalah salah satu kandungan mineral yang terdapat dalam air, selain mangan dan logam besi lainnya. Ada beberapa teknik/cara menghilangkan/menurunkan kandungan besi ini :

1.    Aerasi

Adalah suatu teknik memancarkan air ke udara agar air terkena kontak dengan udara/oksigen. Semakin banyak permukaan air yang terkena oksigen maka akan semakin baik. Selain dapat menurunkan zat besi, banyak lagi manfaat yang lain jika menggunakan sistem aerasi ini.

2.    Menggunakan Pasir Mangaan (Manganese Green Sand)

Pasir Mangaan ini terbukti efektif untuk menurunkan kandungan zat besi (Fe) dalam air. Penggunaannya adalah dengan cara dimasukkan ke dalam tabung filter.

3.    Menggunakan bahan kimia

Banyak sekali jenis bahan kimia yang dapat dipergunakan untuk menurukan zat besi ini, namun harus menggunakan takaran dan metode tertentu dan takarannya berbeda – beda tergantung dari seberapa tingginya zat besi dalam air tersebut.

Karakteristik Besi (II) dan besi (III)
  

Umum
Nama, Simbol, Nombor	besi, Fe, 26
Siri kimia	logam peralihan
Kumpulan, Kala, Blok	8, 4, d
Rupa	logam berkilat kekelabuan
Jisim atom	55.845(2) g/mol
Konfigurasi electron	[Ar] 3d6 4s2
Bilangan elektron per petala	2, 8, 14, 2
Sifat fizikal
Keadaan	pepejal
Ketumpatan (sekitar suhu bilik)	7.86 g/cm³
Ketumpatan cecair pada takat lebur	6.98 g/cm³
Takat lebur	1811 K (1538 °C, 2800 °F)
Takat didih	3134 K (2861 °C, 5182 °F)

 

Analisis Besi

                        Besi(II) dapat dideteksi dengan sangat dapat dipercaya dengan α, α^’  dipiridil, uji ini memastikan,  meskipun ada juga terikut besi(III). Pada gilirannya, ion besi(III) dapat dideteksi dengan larutan ammonium tiosianat. Perlu diingat bahwa bahkan larutan garam besi(II) murni yang baru mengandung sedikit besi(III) dan uji tiosianat akan positif dengan larutan-larutan ini.

Uji kering

a.    Uji pipa tiup

        Bila senyawa-senyawa besi dpanaskan di atas arang dengan natrium karbonat, dihasilkan partikel-partikel logam besi yang abu-abu ; partikel-partikel ini biasanya sukar dilihat, tetapi dapat dipisahkan dari arang dengan memakai suatu magnet.

b.    Uji manik boraks

Dengan besi yang berjumlah sedikit, manic ini berwarna coklat-kekuningan ketika panas dan kuning ketika dingin dalam nyala oksidasi, dan hijau muda dalam nyala reduksi ; dengan besi yang berjumlah banyak, manic berwarna coklat-kemerahan dalam nyala oksidasi.

Penanggulangan Kelebihan Kadar Besi

Zat besi (Fe) adalah salah satu kandungan mineral yang terdapat dalam air, selain mangan dan logam besi lainnya. Ada beberapa teknik/cara menghilangkan/menurunkan kandungan besi ini :

1.         Aerasi

Adalah suatu teknik memancarkan air ke udara agar air terkena kontak dengan udara/oksigen. Semakin banyak permukaan air yang terkena oksigen maka akan semakin baik. Selain dapat menurunkan zat besi, banyak lagi manfaat yang lain jika menggunakan sistem aerasi ini.

2.        Menggunakan Pasir Mangaan (Manganese Green Sand)

Pasir Mangaan ini terbukti efektif untuk menurunkan kandungan zat besi (Fe) dalam air. Penggunaannya adalah dengan cara dimasukkan ke dalam tabung filter.

3.    Menggunakan bahan kimia

Banyak sekali jenis bahan kimia yang dapat dipergunakan untuk menurukan zat besi ini, namun harus menggunakan takaran dan metode tertentu dan takarannya berbeda – beda tergantung dari seberapa tingginya zat besi dalam air tersebut.