Chapter 21. Metallurgi dan Logam Kimia (subchapter 21.5 ÷ 21.7)
-Mengetahui dan memahami unsur-unsur yang termasuk dalam logam alkali
-Mengetahui dan memahami unsur-unsur yang termasuk dalam logam alkali tanah
-Mengetahui dan memahami tentang unsur aluminium
a. Alternator (AC)
Sebuah alternator yang menggunakan magnet permanen untuk medan magnetnya disebut magnet . Alternator di pembangkit listrik yang digerakkan oleh turbin uap disebut turbo-alternator . Alternator tiga fase besar 50 atau 60 Hz di pembangkit listrik menghasilkan sebagian besar tenaga listrik dunia, yang didistribusikan oleh jaringan tenaga listrik .
b. Battery
c. Button
Push button switch (saklar tombol tekan) adalah perangkat / saklar sederhana yang berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik dengan sistem kerja tekan unlock (tidak mengunci). Sistem kerja unlock disini berarti saklar akan bekerja sebagai device penghubung atau pemutus aliran arus listrik saat tombol ditekan, dan saat tombol tidak ditekan (dilepas), maka saklar akan kembali pada kondisi normal.
d. Lamp
e. Relay
Relay adalah suatu peranti yang menggunakan elektromagnet untuk mengoperasikan seperangkat kontak sakelar.
Relay paling sederhana terdiri dari kumparan kawat atau coil penghantar yang dililit pada inti besi. Bila kumparan ini diberi arus listrik misal 12 volt maka akan menghasilkan medan magnet disekitar inti besi dan digunakan sebagai pengungkit mekanisme sakelar magnet. Jika seandainya pole di berikan tegangan 220 VAC yang diseri dengan pompa air 220 volt pada salah satu terminal NO atau NC maka akan menghidupkan dan mematikan mesin air.
f. Transistor
Secara umum terdapat 3 jenis konfigurasi transistor yang sering dipakai pada rangkaian elektronika. Yaitu konfigurasi transistor common base, common collector dan common emitter. Masing-masing konfigurasi memiliki fungsi yang berbeda mulai dari sinyal yang dikuatkan, penggeseran fasa sinyal dan lain-lain.Secara umum terdapat 3 jenis konfigurasi transistor yang sering dipakai pada rangkaian elektronika. Yaitu konfigurasi transistor common base, common collector dan common emitter. Masing-masing konfigurasi memiliki fungsi yang berbeda mulai dari sinyal yang dikuatkan, penggeseran fasa sinyal dan lain-lain.
Konfigurasi transistor dengan Common Emitter
Konfigurasi penguat transistor dengan common emitter disebut juga dengan emitor bersama. Artinya konfigurasi common emitter adalah rangkaian dengan kaki emitor transistor yang terhubung bersama, atau bagian emitor transistor yang di ground-kan. Pada konfigurasi common emitter, bagian basis transistor digunakan sebagai input, sedangkan bagian kolektor digunakan sebagai outputnya.
Penguat transistor dengan konfigurasi common emitter merupakan salah satu konfigurasi yang paling banyak digunakan dibandingkan dengan common base dan common collector, Baik itu untuk keperluan audio, video, penguat frekuensi tinggi, dan lain-lain. Hal ini karena penguat dengan konfigurasi transistor common emitter akan menguatkan arus dan tegangan secara bersamaan. Sinyal input terhadap output pada common emitter adalah berbalik fasa.
Pada dasarnya, konfigurasi common collector memiliki nilai tegangan masukan dan tegangan keluaran relatif sama. Oleh karena itu konfigurasi common collector disebut juga dengan emitter follower. Rangkaian penguat transistor common collector banyak digunakan pada rangkaian elektronika yang memerlukan impedansi output yang rendah. Bahkan tidak jarang juga ada bagian tertentu pada amplifier yang menggunakan konfigurasi transistor common collector ini, misalnya bagian buffer.
Konfigurasi transistor dengan Common Collector
Konfigurasi penguat transistor dengan common collector disebut juga dengan kolektor bersama. Artinya konfigurasi common collector adalah rangkaian dengan kaki kolektor transistor yang terhubung bersama, atau bagian kolektor transistor yang di ground-kan. Dalam hal ini, sinyal masukan (input) ada pada kaki basis transistor, sedangkan bagian keluarannya (output) ada pada kaki emitor.
Konfigurasi penguat transistor dengan common collector tentu berbeda dengan common base, begitu juga secara fungsi berbeda pula. Pada common base, transistor akan menghasilkan penguatan tegangan tanpa menguatkan arus masukan. Sedangkan pada konfigurasi common collector, transistor akan menghasilkan penguatan arus tanpa menguatkan tegangan. Dengan demikian secara fungsi kerja antara common base dengan common collector adalah berbanding terbalik.
Rangkaian konfigurasi penguat transistor dengan common base biasanya banyak digunakan pada rangkaian penguat frekuensi tinggi diatas 10MHz yang mengutamakan penguatan tegangan dibandingkan dengan penguatan arus. Selain itu karena konfigurasi dengan common base memiliki impedansi masukan yang rendah, maka konfigurasi ini tidak cocok untuk digunakan pada rangkaian penguat frekuensi rendah karena akan membebani impedansi input yang biasanya dibutuhkan impedansi masukan tinggi pada rangkaian audio.
Konfigurasi transistor dengan Common Base
Konfigurasi penguat transistor dengan common base disebut juga dengan basis bersama. Artinya konfigurasi common base adalah rangkaian dengan kaki basis transistor yang terhubung bersama, atau basis transistor yang di ground-kan. Dalam hal ini, sinyal input penguat ada pada kaki emitor, sedangkan bagian outputnya keluar melalui kaki kolektor transistor.
Secara umum rangkaian penguat berbasis common base banyak digunakan pada rangkaian penguat tegangan, namun memiliki penguatan arus yang sangat kecil, sehingga dapat diabaikan atau bisa dianggap tidak memiliki penguatan arus.
g. Resistor
Resistor dibuat denga nilai tahanan tertentu dalam satuan Ohm misalnya : 1,0 1,1 1,2 1,3 1,5 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,7 3,0 3,3 3,6 3,9 4,3 4,7 5,1 5,6 6,2 6,8 7,5 8,2 9,1
Setelah 24 nilai tersebut, urutan nilai yang sama akan diulangi dalam kelipatan – kelipatan puluhan : 10 11 12 13 …………..hingga………..82 91 kemudian 100 110 120 ……hingga 820 910, selanjutnya 1 k 1,1k 1,2k ……..hingga 8,2k 9,1k (k berarti kilo Ohm) lalu 10k 11k 12k…..hingga 82k 91k, kemudian 100k 110k 120k …….hingga 820k 910k 1M.
Rangkaian 24 nilai tahanan ini disebut sebagai seri E24.
21.5 Logam Alkali
Sebagai sebuah kelompok, logam alkali (unsur Golongan 1A) adalah yang paling elektropositif
(atau paling sedikit elektronegatif). Dari konfigurasi elektronnya unsur golongan 1A mempunyai bilangan oksidasi dalam senyawanya menjadi +1 karena kation akan menjadi isoelektronik dengan gas mulia.
(atau paling sedikit elektronegatif). Dari konfigurasi elektronnya unsur golongan 1A mempunyai bilangan oksidasi dalam senyawanya menjadi +1 karena kation akan menjadi isoelektronik dengan gas mulia.
Logam alkali memiliki titik leleh rendah dan cukup lunak untuk diiris pisau .Semua logam ini memiliki struktur kristal yang berpusat pada tubuh dengan efisiensi pengepakan yang rendah. Ini menjelaskan kepadatan mereka yang rendah di antara logam. Faktanya, lithium adalah logam paling ringan yang diketahui ,karena logam alkali hebat reaktivitas kimiawi, logam alkali tidak pernah muncul secara alami dalam bentuk unsur; mereka ditemukan dalam bentuk dikombinasikan dengan ion halida, sulfat, karbonat, dan silikat. Di bagian ini dapat dilihat sifat kimiawi anggota Golongan 1A .
Namun ketika kita melihat komposisi air laut, kita menemukan bahwa konsentrasi rasio natrium terhadap kalium sekitar 28 banding 1. Alasan distribusi yang tidak merata ini adalah bahwa kalium sangat penting untuk pertumbuhan tanaman, sedangkan natrium tidak.
Tanaman mengambil banyak ion kalium di sepanjang jalan, sementara ion natrium bebas bergerak ke laut. Mineral lain yang mengandung natrium atau kalium adalah halit (NaCl) pada Gambar 21.13, sendawa Chile (NaNO 3 dan sylvite (KCl). Natrium klorida juga diperoleh dari garam batu.
Natrium logam paling mudah diperoleh dari natrium klorida cair oleh elektrolisis dalam sel Down. Titik leleh natrium klorida agak tinggi (801 ° C), dan banyak energi yang dibutuhkan untuk menjaga subsikap meleleh. Menambahkan zat yang sesuai, seperti CaCl 2 , menurunkan titik leleh hingga sekitar 600 ° C — suhu yang lebih nyaman untuk proses elektrolisis.
logam kalium tidak dapat dengan mudah dibuat dengan elektrolisis KCl cair karena terlalu larut dalam KCl cair untuk mengapung ke atas sel untuk dikumpulkan . Selain itu, ia menguap dengan mudah pada suhu operasi, menciptakan kondisi yang berbahaya.biasanya logam ini diperoleh dengan distilasi KCl cair dengan adanya uap natrium pada suhu 892 ° C. Reaksi yang terjadi saat suhu ini adalah
Na ( g ) + KCl ( l )⇌ NaCl ( l ) + K ( g )
natrium (lihat Tabel 21.4). Namun, kalium memiliki titik didih yang lebih rendah (770 ° C) daripada
natrium (892 ° C), sehingga lebih mudah menguap pada 892 ° C dan lebih mudah disuling.
Sesuai Berdasarkan prinsip Le Châtelier, penghilangan uap kalium secara konstan menggeser hal di atas keseimbangan dari kiri ke kanan, memastikan pemulihan logam kalium. Natrium dan kalium keduanya sangat reaktif, tetapi kalium lebih banyak reaktif dari keduanya. Keduanya bereaksi dengan air untuk membentuk hidroksida yang sesuai. Dipasokan oksigen yang terbatas, natrium terbakar untuk membentuk natrium oksida (Na 2 O). Namun, dalam adanya oksigen berlebih, natrium membentuk peroksida kuning pucat:
2Na ( s ) + O 2 ( g ) →Na 2 O 2 ( s )
Natrium peroksida bereaksi dengan air menghasilkan larutan alkali dan hidrogen peroksida:
Na 2 O 2 ( s ) + 2H 2 O ( l ) →2NaOH ( aq ) + H 2 O 2 ( aq )
superoksida saat terbakar di udara:
K ( s ) + O 2 ( g ) →KO 2 ( s )
2KO 2 ( s ) + 2H 2 O ( l ) →2KOH ( aq ) + O 2 ( g ) + H 2 O 2 ( aq )
Reaksi ini digunakan dalam peralatan pernapasan (Gambar 21.14). Mengandung udara yang dihembuskan baik kelembaban dan karbon dioksida.
Kelembaban bereaksi dengan KO 2 di peralatan menjadi menghasilkan gas oksigen seperti yang ditunjukkan pada persamaan sebelumnya. Selanjutnya KO 2 pun ikut bereaksi dengan CO 2 yang dihembuskan , yang menghasilkan lebih banyak gas oksigen:
4KO 2 ( s ) + 2CO 2 ( g ) →2K 2 CO 3 ( s ) + 3O 2 ( g )
Logam natrium dan kalium larut dalam cairan amonia sehingga menghasilkan amonia biru yang indah:
Ditemukan bahwa sampai sekarang anion logam alkali yang tidak diketahui, M J , juga terbentuk dalam larutan tersebut. Artinya itu larutan amonia dari logam alkali mengandung pasangan ion seperti Na + Na J dan K + K J ! (Ingatlah bahwa dalam setiap kasus kation logam ada sebagai ion kompleks dengan mahkota eter, senyawa organik dengan afinitas tinggi terhadap kation.) Faktanya, “garam” ini adalah sangat stabil sehingga dapat diisolasi dalam bentuk kristal . Temuan ini dari minat teoritis yang cukup, karena itu menunjukkan dengan jelas bahwa logam alkali dapat memiliki bilangan oksidasi J1, meskipun J1 tidak ditemukan dalam senyawa biasa.
Natrium dan kalium adalah elemen penting dari materi hidup. Ion natrium dan ion kalium hadir dalam cairan intraseluler dan ekstraseluler, dan mereka penting untuk keseimbangan osmotik dan fungsi enzim.
berikut penjelasan persiapan dan penggunaan beberapa senyawa penting dalam kehidupan sehari-hari
Sodium karbonat
Sodium karbonat digunakan dalam semua jenis proses industri, termasuk pengolahan air dan pembuatan sabun, deterjen, obat-obatan, dan makanan aditif. Saat ini sekitar setengah dari Na 2 CO 3 yang diproduksi digunakan dalam industri kaca (dalam format gelas soda-jeruk nipis; lihat .Sodium karbonat menempati urutan kesebelas di antara unsur yang kimia diproduksi di Amerika Serikat (11 juta ton pada tahun 2010).
Selama bertahun-tahun Na 2 CO 3 diproduksi oleh proses Solvay † , di mana amonia pertama kali dilarutkan dalam satu larutan pengenal natrium klorida. Karbon dioksida mendidih ke dalam hasil larutan dalam presipitasi natrium bikarbonat sebagai berikut:
NH 3 ( aq ) + NaCl ( aq ) + H 2 CO 3 ( aq ) →NaHCO 3 ( s ) + NH 4 Cl ( aq )
Natrium bikarbonat kemudian dipisahkan dari larutan dan dipanaskan untuk menghasilkan natrium
karbonat:
2NaHCO 3 ( s ) →Na 2 CO 3 ( s ) + CO 2 ( g ) + H 2 O ( g )
Namun, meningkatnya biaya amonia dan masalah polusi yang diakibatkan oleh produk telah mendorong ahli kimia untuk mencari sumber natrium karbonat lain.
Salah satunya adalah mineral trona [Na 5 (CO 3 ) 2 (HCO 3 ) . 2H 2 O], yang memiliki deposit besar
ditemukan di Wyoming. Ketika trona dihancurkan dan dipanaskan, ia terurai sebagai
berikut:
2Na 5 (CO 3 ) 2 (HCO 3 ). 2H 2 O ( s ) →5Na 2 CO 3 ( s ) + CO 2 ( g ) + 3H 2 O ( g )
Natrium karbonat yang diperoleh dengan cara ini dilarutkan dalam air, solusinya disaring
untuk menghilangkan pengotor yang tidak larut, dan natrium karbonat dikristalkan sebagai
Na 2 CO 3 . 10H 2 O. Akhirnya, hidrat dipanaskan untuk menghasilkan natrium murni anhidrat
karbonat.
Natrium Hidroksida dan Kalium Hidroksida
Sifat natrium hidroksida dan kalium hidroksida sangat mirip.hidroksida ini dibuat dengan elektrolisis larutan NaCl dan KCl berair ; kedua hidroksida adalah basa kuat dan sangat larut dalam air. Sodium hidroksida digunakan dalam pembuatan sabun dan banyak senyawa organik dan anorganik. Kalium hidroksida digunakan sebagai elektrolit di beberapa baterai penyimpanan, dan
air kalium hidroksida digunakan untuk menghilangkan karbon dioksida dan sulfur dioksida
dari udara.
Natrium Nitrat dan Kalium Nitrat
Deposit besar natrium nitrat ( sendawa Chili ) ditemukan di Chili. unsur ini membusuk dengan evolusi oksigen sekitar 500 ° C:
2NaNO 3 ( s ) →2NaNO 2 ( s ) + O 2 ( g )
Kalium nitrat ( sendawa ) disiapkan dimulai dengan "reaksi"
KCl ( aq ) + NaNO 3 ( aq )→KNO 3 ( aq ) + NaCl ( aq )
.
†Ernest Solvay (1838–1922). Ahli kimia Belgia. Kontribusi utama Solvay untuk kimia industri adalah
perkembangan proses produksi natrium karbonat yang sekarang menyandang namanya.
Proses ini dilakukan tepat di bawah 100 ° C. Karena KNO 3 adalah garam yang paling sedikit larut
pada suhu kamar, ia dipisahkan dari larutan dengan kristalisasi fraksional.
Seperti NaNO 3 , KNO 3 terurai saat dipanaskan.pada suhu kamar, ia dipisahkan dari larutan dengan kristalisasi fraksional.
Bubuk mesiu terdiri dari kalium nitrat, arang kayu, dan belerang dalam
meniru proporsi 6: 1: 1 dengan massa. Saat bubuk mesiu dipanaskan, reaksinya adalah
2KNO 3 ( s ) + S ( l ) + 3C ( s ) →K 2 S ( s ) + N 2 ( g ) + 3CO 2 ( g )
Pembentukan gas panas yang memuai secara tiba-tiba menyebabkan ledakan.
Logam alkali tanah agak kurang elektropositif dan kurang reaktif dibandingkan logam alkali. Kecuali untuk anggota keluarga pertama, berilium,dalam beberapa hal, logam alkali tanah memiliki sifat kimia yang serupa. Karena ion M 2+ mencapai kondisi elektron yang stabil.penggambaran gas mulia sebelumnya, bilangan oksidasi logam alkali tanah
dalam bentuk gabungan hampir selalu +2. Tabel 21.5 mencantumkan beberapa properti umum
ikatan logam ini. Radium tidak termasuk dalam tabel karena semua isotop radium bersifat radioaktif dan sulit serta mahal untuk mempelajari kimia Grup ini Elemen 2A.
Magnesium
Magnesium adalah unsur terbanyak keenam di kerak bumi (sekitar 2,5 persen massa). Di antara bijih magnesium utama adalah brucite, Mg (OH) 2 ; dolomit, CaCO 3 ? MgCO 3 (Gambar 21.15); dan epsomite, MgSO 4 ? 7H 2 O. Air laut merupakan sumber magnesium yang baik; ada sekitar 1,3 g magnesium setiap kilogram air laut. Seperti halnya kebanyakan logam alkali dan alkali tanah, magnesium logam diperoleh dengan elektrolisis, dalam hal ini dari klorida cairnya, MgCl 2 (diperoleh dari air laut, lihat hlm. 156).
magnesium adalah perantara antara berilium dan elemen Grup 2A yang lebih berat. Magnesium tidak bereaksi dengan air dingin tetapi bereaksi perlahan dengan uap:
Mg ( s ) + H 2 O ( g ) →MgO ( s ) + H 2 ( g )
2Mg ( s ) + O 2 ( g ) →2MgO ( s )
3Mg ( s ) + N 2 ( g ) →Mg 3 N 2 ( s )
Sifat ini membuat magnesium (dalam bentuk pita tipis atau serat) berguna dalam sekejap
fotografi dan suar.
Magnesium oksida bereaksi sangat lambat dengan air membentuk magnesium hidroksida,
suspensi padat putih yang disebut susu magnesia , yang digunakan untuk mengobati
gangguan pencernaan asam:
MgO ( s ) + H 2 O ( l ) →Mg (OH) 2 ( s )
[Satu-satunya hidroksida alkali tanah yang bukan basa kuat adalah Be (OH) 2 , yaitu
amfoter.]
Kegunaan utama magnesium adalah pada paduan struktural ringan, untuk katodik perlindungan , dalam sintesis organik, dan baterai. Magnesium adalah unsur penting untuk kehidupan tumbuhan dan hewan, dan ion Mg 2+ tidak beracun. Diperkirakan bahwa rata-rata orang dewasa mencerna sekitar 0,3 g ion magnesium setiap hari. Magnesium memainkan beberapa peran biologis . peran Itu hadir dalam cairan intraseluler dan ekstraseluler. Magnesium sangat penting untuk berfungsinya sejumlah enzim. Magnesium juga hadir dalam pigmen klorofil tumbuhan hijau, yang memainkan peran penting dalam fotosintesis.
Kalsium
Kapur (CaO), yang juga disebut kapur, adalah salah satu bahan tertua dikenal umat manusia. Kapur dihasilkan oleh dekomposisi termal kalsium karbonat :
CaCO 3 ( s )→ CaO ( s ) + CO 2 ( g )
CaO ( s ) + H 2 O ( l ) →Ca (OH) 2 ( aq )
Kapur digunakan dalam metalurgi dan pembuangan SO 2 bila bahan bakar fosil dibakar (lihat hlm. 918). Jeruk nipis digunakan dalam pengolahan air. Selama bertahun-tahun, petani telah menggunakan kapur untuk menurunkan keasaman tanah untuk tanaman mereka (proses yang disebut pengapuran ). Saat ini kapur juga diaplikasikan pada danau yang terkena hujan asam (lihat Bagian 20.6).
Logam kalsium memiliki kegunaan yang agak terbatas.fungsi utamanya sebagai agen paduan
untuk logam seperti aluminium dan tembaga dalam pembuatan logam berilium dari senyawanya. Ini juga digunakan sebagai agen dehidrasi untuk pelarut organik.
Kalsium merupakan elemen penting dalam materi hidup. Ini adalah komponen utama dari tulang dan gigi; ion kalsium hadir dalam garam fosfat kompleks, hidroksiapatite, Ca 5 (PO 4 ) 3 OH. Fungsi karakteristik ion Ca 2+ dalam sistem kehidupan adalah aktivasi berbagai proses metabolisme. Kalsium memainkan peran penting dalam jantung aksi, pembekuan darah, kontraksi otot, dan transmisi impuls saraf.
21.7 Aluminium
Aluminium adalah logam paling melimpah dan elemen paling banyak ketiga dalam kerak bumi (7,5 persen massa). unsur ini tidak terjadi di alam; bijih utamanya adalah bauksit (Al 2 O 3 . 2H 2 O). Mineral lain yang mengandung aluminium adalah ortoklase (KAlSi3 O 8 ), beril (Be 3 Al 2 Si 6 O 18 ), kriolit (Na 3 AlF 6 ), dan korundum (Al 2 O 3 ) (Gambar 21.17).
Aluminium biasanya dibuat dari bauksit, yang sering terkontaminasi dengan silika (SiO 2 ), oksida besi, dan titanium (IV) oksida.pengolahannya yaitu Bijih pertama kali dipanaskan larutan natrium hidroksida untuk mengubah silika menjadi silikat terlarut:
SiO 2 ( s ) + 2OH J ( aq ) →SiO 3 2J ( aq ) + H 2 O ( l )
Pada saat yang sama, aluminium oksida dikonversi menjadi ion aluminat(Alo2 - ): | |
| Al 2 O 3 ( s ) + 2OH J ( aq ) →2AlO 2 J ( aq ) + H 2 O ( l ) |
Besi oksida dan titanium oksida tidak terpengaruh oleh perlakuan ini dan disaring.
Selanjutnya, larutan diolah dengan asam untuk mengendapkan aluminium yang tidak larut hidroksida:
AlO 2J ( aq ) + H 3 O + ( aq ) →Al (OH) 3 ( s )
Setelah filtrasi, aluminium hidroksida dipanaskan untuk mendapatkan aluminium oksida:
2Al (OH) 3 ( s ) →Al 2 O 3 ( s ) + 3H 2 O ( g )
Gambar 21.18 menunjukkan sel elektrolik Hall, yang berisi serangkaian karbon anoda. Katoda juga terbuat dari karbon dan merupakan lapisan di dalam sel. Kunci dari proses Hall adalah penggunaan cryolite, atau Na 3 AlF 6 (mp 1000 ° C),sebagai pelarut aluminium oksida (m.p 2045 ° C). Campuran tersebut dielektrolisis menghasilkan aluminium dan gas oksigen:
Anoda (oksidasi): 3 [2O 22 →O 2 ( g ) + 4 e 2 ]
Katoda (reduksi): 4 [Al 31 + 3 e 2 →Al ( l )]
Secara keseluruhan: 2Al 2 O 3 →4Al ( l ) + 3O 2 ( g )
Gas oksigen bereaksi dengan anoda karbon (pada suhu tinggi) untuk membentuk karbon monoksida, yang lepas sebagai gas. Logam aluminium cair (mp 660,2 ° C) tenggelam ke dasar bejana, yang mana bisa dapat dikosongkan dari waktu ke waktu selama prosedur.
Aluminium adalah salah satu logam paling serba guna yang dikenal. Ini memiliki kepadatan rendah
(2,7 g / cm 3 ) dan kekuatan tarik tinggi (yaitu, dapat diregangkan atau ditarik keluar).
Aluminium mudah dibentuk, dapat digulung menjadi lembaran tipis, dan merupakan elektrikal konduktor yang sempurna. Konduktivitasnya sekitar 65 persen dari tembaga. Namun, karena aluminium lebih murah dan lebih ringan dari tembaga, jadinya banyak digunakan di saluran transmisi tegangan. penggunaan utama aluminium dalam konstruksi pesawat terbang Karena logam murni itu sendiri terlalu lunak dan lemah untuk menahan banyak tekanan.sifat mekanik sangat ditingkatkan dengan memadukannya dengan sejumlah kecil logam seperti tembaga, magnesium, dan mangan, serta silikon. Aluminium tidak digunakan oleh sistem kehidupan dan umumnya dianggap tidak beracun.
Saat kita membaca tabel periodik dari kiri ke kanan dalam periode tertentu, terdapat penurunan bertahap dalam sifat logam. Jadi, meskipun aluminium dianggap sebagai
logam aktif, dia tidak bereaksi dengan air seperti halnya natrium dan kalsium. Aluminium bereaksi dengan asam klorida dan dengan basa kuat sebagai berikut:
2Al ( s ) + 6HCl ( aq ) →2AlCl 3 ( aq ) + 3H 2 ( g )
2Al ( s ) + 2NaOH ( aq ) +2H 2 O ( l ) →2NaAlO 2 ( aq )+3H 2 ( g )
Aluminium dengan mudah membentuk oksida Al 2 O 3 saat terkena udara:
4Al ( s ) + 3O 2 ( g ) →2Al 2 O 3 ( s )
Lapisan tipis oksida ini melindungi aluminium logam dari korosi lebih lanjut dan menyebabkan beberapa inertness aluminium yang tidak terduga.
Aluminium oksida memiliki entalpi pembentukan eksotermis yang sangat besar (D Hf=-1670 kJ / mol). Hal ini membuat aluminium cocok untuk digunakan dalam propelan padat
untuk roket seperti yang digunakan untuk beberapa pesawat ulang-alik. Saat campuran aluminium
dan amonium perklorat (NH 4 ClO 4 ) menyala, aluminium teroksidasi menjadi Al 2 O 3 , dan
panas yang dilepaskan dalam reaksi menyebabkan gas-gas yang terbentuk mengembang dengan besar. Tindakan ini mengangkat roket.
Afinitas besar aluminium untuk oksigen diilustrasikan dengan baik oleh reaksi bubuk aluminium dengan berbagai macam oksida logam, khususnya logam transisi oksida, untuk menghasilkan logam yang sesuai. Reaksi khasnya adalah
2Al ( s ) + Fe 2 O 3 ( s ) →Al 2 O 3 ( s ) + 2Fe ( l ) ¢ H °=-822.8 kJ / mol
yang dapat mengakibatkan suhu mendekati 3000 ° C. Reaksi ini, yang digunakan dalam pengelasan baja dan besi, disebut dengan reaksi termit (Gambar 21.19). Aluminium klorida ada sebagai dimer:
a)Procedur percobaan:
Langkah-langkah percobaan:
1.Siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan.
2.Kemudian masukkan semua alat dan bahan tersebut kedalam lembar kerja untuk persiapan merangkai.Setelah itu,atur posisi alat atau device yang akan digunakan.
3.Selanjutnya,hubungkan tiap alat atau device yang digunakan sehingga menjadi terhubung satu sama lain.
4.Selanjutnya jalankan simulasi dengan meng-klik logo play di sudut kiri bawah.
Dapat dilihat dari gambar diatas bahwasannya saat simulasi dijalankan lampu LED dan buzzer menyala yang menandakan bahwa rangkaian kita berhasil.
Rangkaian sensor ketinggian air yang dibuat terdiri dari probe dengan 4 level dari terendah yaitu level 4, 3, 2, dan 1 sebagai yang tertinggi.
Ketika alternator dihidupkan, maka air akan mulai mengisi cawan kaca dan saat itu juga lampu hidup ditandai dengan terbukanya relay karena adanya arus. Sewaktu probe level 4 terkena air (button 4 ditekan), arus akan mengalir ke baterai ke LED 4 lalu ke kaki kolektor Q4. Kemudian arus juga akan mengalir ke resistor R4 (karena button kedua belum ditekan, maka arus hanya mengalir ke R4) dan ke kaki basis Q4. Karena kaki basis Q4 telah diisi arus, maka arus pada kaki kolektor Q4 akan mengalir ke kaki emiter Q4 dan kembali ke baterai dan LED pun hidup. Ketika air menyentuh probe level 3, berarti arus saat probe level 4 terhubung sebelumnya juga akan mengalir ke LED 3 dan ke kaki kolektor Q3. Arus mengalir ke R4 sebelumya juga akan mengalir ke R3 dan ke kaki basis Q3. Arus di kaki kolektor kemudian mengalir ke kaki emiter Q3 dan LED 3 pun hidup. Begitu pun ketika probe level 2 dan level 1 terkena air.
Pada probe level 1, selain LED 1 hidup buzzer juga akan berbunyi. Hal tersebut disebabkan ketika probe level 1 terkena air, maka arus akan mengalir ke baterai ke LED 1 ke kaki kolektor Q1 dan buzzer. Saat arus mengalir ke buzzer, maka akan menimbulkan tekanan pada kumparan dalam buzzer sehingga terjadi perubahan tekanan pada kumparan secara berulang-berulang sehingga buzzer akan menimbulkan suara dan menunjukkan air telah penuh atau level tertinggi. Pada saat bersamaan relay akan terputus karena arus yang mengalir ke LED 4 adalah nol disebabkan karena arus tersebut yang terus berkurang pada level-level sebelumnya dengan juga adanya resistor. Saat relay terputus, maka tidak ada arus yang mengalir ke alternator dan lampu sehingga lampu pun mati yang berarti air sudah penuh.
File Materi KLIK DISINI
File video materi KLIK DISINI
Tidak ada komentar:
Posting Komentar