Proses Ekstraksi Aluminium, Ini Penjelasan Ringkasnya

Sebelum membahas bagaimana proses ekstraksi aluminium, marilah kita bahas lagi sedikit tentang apa sebenarnya aluminium itu. Aluminium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik dengan simbol Al dan nomor atom 13. Unsur ini memiliki sejarah yang kaya dan aplikasi yang luas dalam berbagai industri. Dalam tulisan ini, kita akan membahas sifat, sejarah, produksi, dan berbagai penggunaan aluminium.

Sifat-sifat Aluminium

Aluminium adalah logam ringan yang memiliki berbagai sifat yang membuatnya sangat berguna dalam berbagai aplikasi. Beberapa sifat penting dari aluminium adalah:

1. Ringan: Aluminium memiliki densitas yang rendah, sekitar 2.7 gram per sentimeter kubik, sehingga menjadi logam ringan yang ideal untuk penggunaan yang memerlukan bahan yang tidak terlalu berat.
2. Tahan Korosi: Aluminium membentuk lapisan oksida yang kuat di permukaannya ketika terkena udara, yang melindunginya dari korosi. Ini membuatnya cocok untuk digunakan di lingkungan yang lembab atau basah.
3. Konduktivitas Termal dan Listrik yang Baik: Aluminium memiliki konduktivitas termal dan listrik yang baik, sehingga digunakan dalam banyak aplikasi yang melibatkan peralatan listrik dan pendinginan.
4. Mudah Dibentuk: Aluminium dapat dengan mudah dibentuk menjadi berbagai bentuk dengan menggunakan teknik seperti pengecoran, ekstrusi, dan pemukulan. Ini memungkinkan untuk produksi berbagai produk.

Sejarah Aluminium

Sejarah aluminium melibatkan penemuan dan pengembangan yang menarik. Meskipun aluminium adalah salah satu unsur yang paling melimpah di kerak bumi, pada awalnya, ia sulit ditemukan dalam bentuk murni karena sifatnya yang reaktif. Pada abad ke-19, proses isolasi aluminium murni pertama kali berhasil oleh ahli kimia Denmark, Hans Christian Oersted, dan ilmuwan Jerman, Friedrich Wöhler.

Setelah itu, pada tahun 1886, Charles Martin Hall di Amerika Serikat dan Paul Héroult di Prancis secara independen mengembangkan proses elektrolisis yang efisien untuk memproduksi aluminium dari bijih bauksit. Penemuan ini menjadikan aluminium lebih terjangkau dan berperan besar dalam perkembangan teknologi.

Produksi Aluminium

Produksi aluminium dimulai dengan ekstraksi bauksit, bijih utama yang mengandung aluminium. Bauksit diubah menjadi aluminium melalui dua langkah utama:

1. Ekstraksi Bauksit: Bauksit dihancurkan dan diolah untuk menghasilkan alumina (Al2O3). Proses ini melibatkan penggunaan natrium hidroksida dalam reaksi Bayer.
2. Pemurnian Aluminium: Alumina kemudian dikonversi menjadi aluminium murni melalui proses elektrolisis Hall-Héroult, di mana alumina cair dilarutkan dalam larutan natrium aluminate dan diberi arus listrik untuk memisahkan aluminium dari oksidanya.

Bagaimana Proses Ekstraksi Aluminium

• Aluminium diperoleh dari mineral bauksit
• Pemurnian bijih bauksit dari aluminium oksida dilakukan secara kontinyu. Cryolite ditambahkan dalam titik leleh yang lebih rendah dan melarutkan bijih.
• Ion-ion harus bebas bergerak menuju elektroda yang disebut katoda (elektroda negatif) yang menarik ion positif, misalnya Al₃⁺ dan anoda (elektroda positif) yang menarik ion negatif, misalnya O₂^–

• Ketika arus DC dilewatkan melalui plat aluminium pada katoda (logam) maka aluminium akan diendapkan di bagian bawah tangki.
• Pada anoda, gas oksigen terbentuk (non-logam). Ini menimbulkan masalah. Pada suhu yang tinggi dalam sel elektrolit, gas oksigen akan membakar dan mengoksidasi elektroda karbon menjadi gas beracun karbon monoksida atau karbon dioksida. Sehingga elektrode harus diganti secara teratur dan gas buang dihilangkan.
• Hal tersebut merupakan proses yang memerlukan biaya relatif banyak (6x lebih banyak dari pada Fe) karena dalam proses ini membutuhkan energi listrik yang mahal dalam jumlah yang banyak.

• Dua aturan yang umum :
  • Logam dan hidrogen (dari ion positif), terbentuk pada elektroda negatif (katoda).
  • Non-logam (dari ion negatif), terbentuk pada elektroda positif (anoda).

• Bijih bauksit dari aluminium oksida tidak murni (Al₂O₃ terbentuk dari ion Al₃⁺ dan ion O₂^–).
• Karbon (grafit) digunakan sebagai elektroda.
• Cryolite menurunkan titik leleh bijih dan menyimpan energi, karena ion-ion harus bergerak bebas untuk membawa arus.
• Elektrolisis adalah penggunaan energi listrik DC yang megakibatkan adanya perubahan kimia, misalnya dekomposisi senyawa untuk membentuk endapan logam atau membebaskan gas. Adanya energi listrik menyebabkan suatu senyawa akan terbelah.
• Sebuah elektrolit menghubungkan antara anoda dan katoda. Sebuah elektrolit adalah lelehan atau larutan penghubung dari ion-ion yang bergerak bebas yang membawa muatan dari sumber arus listrik.

Proses reaksi redoks yang terjadi pada elektroda :

• Pada elektroda negatif (katoda), terjadi proses reduksi (penagkapan elektron) dimana ion aluminiun yang bermuatan positif menarik elektron. Ion aluminuim tersebut menangkap tiga elektron untuk mengubah ion aluminuim menjadi atom.
• aluminium dalam keadaan netral. Al₃+ 3e^– → Al
• Pada elektroda positif (anoda), terjadi proses oksidasi (pelepasan elektron) dimana ion oksida negatif melepaskannya. Ion oksida tersebut melepaskan dua elektron dan membentuk molekul oksigen yang netral.

2O₂^– → O₂ + 4e^–

Atau

2O₂^– – 4e^– → O₂

• Catatan : reaksi oksidasi maupun reduksi terjadi secara bersama-sama.
  • Reaksi dekomposisi secara keseluruhan adalah :

Aluminium oksida  →  aluminium + oksigen

2 Al₂O₃ → 4Al + 3O₂

Dan reaksi di atas merupakan reaksi yang sangat endotermis, banyak energi listrik yang masuk.

 

Penggunaan Aluminium

Aluminium memiliki berbagai penggunaan dalam berbagai industri dan aplikasi, termasuk:

1. Industri Transportasi: Aluminium digunakan dalam pembuatan kendaraan bermotor, pesawat terbang, dan sepeda karena sifatnya yang ringan, tahan korosi, dan kuat.
2. Pembungkus dan Kemasan: Aluminium foil digunakan dalam pembungkus makanan dan minuman karena sifatnya yang tahan terhadap korosi dan sifat isolator panas yang baik.
3. Konstruksi: Aluminium digunakan dalam konstruksi bangunan karena kekuatannya yang relatif tinggi dan ketahanannya terhadap korosi. Ini digunakan dalam bingkai jendela, pintu, atap, dan fasad.
4. Industri Listrik: Aluminium digunakan dalam kabel listrik karena konduktivitas listriknya yang baik.
5. Industri Ruang Angkasa: Aluminium digunakan dalam pembuatan komponen pesawat luar angkasa dan satelit karena sifat ringannya.
6. Industri Makanan: Karena ketahanannya terhadap korosi, aluminium digunakan dalam peralatan memasak seperti panci dan wajan.

Aluminium adalah salah satu logam yang paling penting dalam dunia modern. Sifat-sifatnya yang unik membuatnya menjadi pilihan yang serbaguna dalam berbagai aplikasi, mulai dari transportasi hingga konstruksi dan banyak lagi. Dengan sumber daya bumi yang melimpah dan proses produksi yang efisien, aluminium akan terus menjadi bagian integral dari kehidupan kita di masa depan.

Demikianlah apa yang bisa kami sampaikan mengenai proses ekstraksi aluminium. Semoga bermanfaat (maglearning.id).