Makalah Kimia Anorganik II (Logam Golongan IIB)

BAB I

PENDAHULUAN

A.     Latar Belakang

            Seng (Zn), Kadmium (Cd), dan Merkuri (Hg) merupakan unsur golongan IIB.  Meskipun unsur-unsur ini secara khas membentuk kation 2+, mereka tidak mempunyai banyak kesamaan dengan golongan Be, Mg, Ca-Ra, kecuali beberapa kemiripan antara Zn, Be, dan Mg. Jadi BeO, Be(OH)₂, dan BeS mempunyai struktur yang seperti ZnO, Zn(OH)₂, dan ZnS, dan terdapat beberapa kesamaan dalam kimiawi larutan dan kompleks Zn²⁺ dan Mg²⁺.

            Sebab utama dari perbedaan antara ion-ion IIA dan IIB timbul dari kemudahan terdistorsi kulit d yang terisi penuh dibandingkan dengan ion-ion dari unsur-unsur IIA yang mirip dengan gas mulia. Sifat kimia dari unsur Zn dan Cd adalah sama, tetapi untuk Hg adalah berbeda dan tidak dapat sebagai suatu homolog.

            Seng (Zn), Kadmium (Cd), dan Merkuri (Hg) bereaksi langsung dengan halogen dan dengan non logam seperti sulfur, selenium, dan timbal. Seng dan kadmium dapat membentuk beberapa paduan diantaranya kuningan (aliansi tembaga dan seng). Merkuri bergabung dengan beberapa logam lainnya seberti dengan Na atau K, bereaksi sangat kuat menghasilkan amalgam. Untuk pemahaman lebih jauh lagi, dibuatlah makalah ini.

B.     Rumusan Masalah

1.      Bagaimana definisi, sifat dan perbedaan logam golongan IIB?

2.      Bagaimana keberadaan, ekstraksi, sifat, dan aplikasi dari masing-masing unsur logam golongan IIB?

3.      Bagaimana dampak masing-masing unsur golongan IIB terhadap lingkungan dan kesehatan?

C.    Tujuan

1.      Mengatahui definisi, sifat dan perbedaan logam golongan IIB.

2.      Mengatahui tentang keberadaan, ekstraksi, sifat, dan aplikasi dari masing-masing unsur logam golongan IIB.

3.      Mengetahui dampak masing-masing unsur golongan IIB terhadap lingkungan dan kesehatan.

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Definisi Unsur Golongan IIB

Golongan ini sering disebut golongan Zink. Terdiri dari Zink (Zn), Kadmium (Cd), Merkuri (Hg) dan Ununbium (Uub) yang mempunyai 2 elektron s terluar dengan sub kulit d terisi penuh.

Logam – logam ini sering tidak dianggap sebagai unsure transisi murni karena subkulit d-nya yang lengkap. Tidak seperti unsure transisi lain yang memiliki subkulit d tidak penuh. Setiap unsure ini mempunyai kulit valensi yang hanya terdiri dari dua electron pada s orbitalnya, dengan demikian bilangan oksidasinya paling tinggi adalah +2.

Unsur diatas mempunyai 2 elektron s terluar dengan sub kulit d terisi penuh.

No	UNSUR	NO. ATOM	KONFIGURASI ELEKTRON
1.	Zink	30	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10
2.	Kadmium (Cd)	48	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10
3.	Merkuri (Hg)	80	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d105p6 6s2 4f14 5d10
4.	Ununbium (Uub)	112	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d105p6 6s2 4f14 5d106p6 7s2 5f14 6d10

B.     Sifat Golongan IIB

Beberapa sifat golongan IIB :

ü  Jari-jari elektron dari atas ke bawah semakin besar, sebab jumlah kulit elektron semakin banyak.

ü  Energi ionisasi (Energi yang dibutuhkan untuk melepas elektron yang terikat paling lemah dari suatu atom netral atau suatu ion dalam keadaan gas) dari atas ke bawah semakin kecil, sebab jari-jari atom semakin besar, sehingga daya tarik antara inti dengan elektron terluar semakin lemah.

ü  Titik leleh (mp) dan titik didih (bp) dari atas ke bawah semakin kecil, sebab energi kohesi (Energi tarik-menarik atom yang satu dengan lainnya) semakin kecil, sehingga diperlukan suhu yang rendah untuk memutuskan ikatan antar atom.

C.    Perbedaan Unsur Logam Golongan IIB Dengan Unsur Lain

Meskipun unsur-unsur ini secara khas membentuk kation 2+, mereka tidak mempunyai banyak kesamaan dengan golongan Be, Mg, Ca-Ra, kecuali beberapa kemiripan antara Zn, Be, dan Mg. Jadi BeO, Be(OH)2, dan BeS mempunyai struktur yang seperti ZnO, Zn(OH)2, dan ZnS, dan terdapat beberapa kesamaan dalam kimiawi larutan dan kompleks Zn2+ dan Mg2+.

Sebab utama dari perbedaan antara ion-ion IIA dan IIB timbul dari kemudahan terdistorsi kulit d yang terisi penuh dibandingkan dengan ion-ion dari unsur-unsur IIA yang mirip dengan gas mulia. Sifat kimia dari unsur Zn dan Cd adalah sama, tetapi untuk Hg adalah berbeda dan tidak dapat sebagai suatu homolog.

Contoh : - Hidroksida Cd(OH)2 lebih utama daripada Zn(OH)2 yang  merupakan amphoter, tetapi Hg(OH)2 merupakan basa yang  sangat lemah. - Klorida dari Zn dan Cd merupakan senyawa ionik sedangkan HgCl2 merupakan kristal molekuler. - Ion Zn2+ dan Cd2+ mempunyai kemiripan dengan ion Mg2+  sedangkan ion Hg2+ tidak.

Tidak adanya pengaruh stabilitas medan ligan pada ion Zn2+ dan Cd2+ karena orbital d terisi penuh elektron, maka stereokimianya hanya ditentukan oleh ukuran, kekuatan elektrostatik, dan kekuatan ikatan kovalen. Contoh : - Sebagai pengaruh ukuran ion Cd2+ lebih disukai dibandingkan ion  Zn2+ dalam membentuk senyawaan koordinasi 6. - ZnCl2 berstruktur tetrahedral sedangkan CdCl2 berstruktur  oktahedral.

D.    RINCIAN MASING-MASING UNSUR

1.    Zink

a.         Definisi Zink

Zink atau Seng adalah unsur kimia dengan lambang Zn, nomor atom 30 dan massa atom relatif 65,39 g/mol. Ditemukan oleh Andreas Marggraf di Jerman pada tahun 1764.

Zink atau Seng adalah unsur kimia dengan lambang Zn, nomor atom 30 dan massa atom relatif 65,39 g/mol. Ditemukan oleh Andreas Marggraf di Jerman pada tahun 1764. Seng (bahasa Belanda: zink) adalah unsur kimia dengan lambang kimia Zn. Ia merupakan unsur pertama golongan 12 pada tabel periodik. Beberapa aspek kimiawi seng mirip dengan magnesium. Hal ini dikarenakan ion kedua unsur ini berukuran hampir sama. Selain itu, keduanya juga memiliki keadaan oksidasi +2. Seng merupakan unsur paling melimpah ke-24 di kerak Bumi dan memiliki lima isotop stabil. Bijih seng yang paling banyak ditambang adalah sfalerit (seng sulfida).

Kuningan, yang merupakan campuran aloi tembaga dan seng, telah lama digunakan paling tidak sejak abad ke-10 SM. Logam seng tak murni mulai diproduksi secara besar-besaran pada abad ke-13 di India, manakala logam ini masih belum di kenal oleh bangsa Eropa sampai dengan akhir abad ke-16. Para alkimiawan membakar seng untuk menghasilkan apa yang mereka sebut sebagai "salju putih" ataupun "wol filsuf". Kimiawan Jerman Andreas Sigismund Marggraf umumnya dianggap sebagai penemu logam seng murni pada tahun 1746. Karya Luigi Galvani dan Alessandro Volta berhasil menyingkap sifat-sifat elektrokimia seng pada tahun 1800. Pelapisan seng pada baja untuk mencegah perkaratan merupakan aplikasi utama seng. Aplikasi-aplikasi lainnya meliputi penggunaannya pada baterai dan aloi. Terdapat berbagai jenis senyawa seng yang dapat ditemukan, seperti seng karbonat dan seng glukonat (suplemen makanan), seng klorida (pada deodoran), seng pirition (pada sampo anti ketombe), seng sulfida (pada cat berpendar), dan seng metil ataupun seng dietil di laboratorium organik.

Seng merupakan zat mineral esensial yang sangat penting bagi tubuh. Terdapat sekitar dua milyar orang di negara-negara berkembang yang kekurangan asupan seng. Defisiensi ini juga dapat menyebabkan banyak penyakit.

b.        Keberadaan Zink

Seng tidak diperoleh dengan bebas di alam, melainkan dalam bentuk terikat. Mineral yang mengandung seng di alam bebas antara lain kalamin, franklinit, smithsonit (ZnCO3), wilenit, zinkit (ZnO) serta dapat dijumpai dalam sfalerit atau zink blende (ZnS) yang berasosiasi dengan timbal sulfida.

Dalam pengolahan seng, pertama-tama bijih dibakar menghasilkan oksida, kemudian direduksi dengan karbon (kokas) pada suhu tinggi dan uap zink yang diperoleh diembunkan. Atau oksida dilarutkan dalam asam sulfat, kemudian zink diperoleh lewat elektrolisis.

c.         Ekstraksi Zink

Seng diekstraksi dari seng blende/sphalerite (seng sulfide) atau calamine/Smithsonite (seng karbonat).

1)        Seng sulfide dibakar di udara untuk menghasilkan seng oksida.

2ZnS_(s) + 3O_2(g) → 2ZnO_(s) + 2SO_2(g)

Catatan: calamine dapat digunakan secara langsung dalam lelehan seng karena dalam pemanasannya akan menghasilkan seng oksida

ZnCO_3(s) → ZnO_(s) + CO_2(g) (dekomposisi termal endotermik)

2)      Seng oksida tidak murni dapat dihilangkan dalam dua cara untuk mengekstrak seng :

a.       Seng oksida di baker  dalam smelting furnace dengan karbon (batu karang, agent pereduksi) dan limestone (untuk menghilangkan pengotor asam). Reaksi kimia hampir sama dengan besi dari blast furnace.

C(s) + O_2(g) → CO_2(g) (sangat oksidasi eksotermik, meningkatkan temperature)

C(s) + CO_2(g) → 2CO_(g) (C dioksidasi, CO₂ direduksi)

ZnO_(s) + CO_(g) → Zn_(l) + CO_2(g) (seng oksida direduksi oleh CO, Zn kehilangan O)

Ø Atau reduksi langsung oleh karbon :  ZnO(s) + C(s) → Zn(l) + CO(g) (ZnO direduksi, C dioksidasi)

Ø Karbon monoksida bertindak sebagai agent pereduksi yaitu menghilangkan oksigen dari oksida.

Ø Seng tidak murni kemudian didistilasi frasional dari campuran ampas biji dan logam lainnya seperti timah dan cadmium yang keluar dari pembakaran tinggi pada atmosfer yang kaya akan karbon monoksida dimana menghentikan seng dioksidasi kembali menjadi seng oksida.

Ø Ampas biji dan timah (dengan logam lainnya seperti cadmium) dari dua lapisan dapat ditahan pada dasar furnace.

Ø Seng kemudian dapat dimurnikan lebih lanjut melalui distilasi fraksional ke 2 atau dengan dilarutkan ke dalam larutan asam sulfat dan dimurnikan secara elektrolit seperti yang digambarkan sebelumnya

b.      Tahapan yang ke dua

Ø (i) Dilarutkan dan dinetralisasi dengan larutan asam sulfat untuk menghasilkan larutan tidak murni seng sulfat.

ZnO_(s) + H₂SO_4(aq) → ZnSO_4(aq) + H₂O_(l)

Ø Atau menggunakan calamine/seng karbonat:

ZnCO_3(s) + H₂SO_4(aq) → ZnSO_4(aq) + H₂O_(l)+ CO_2(g)

Ø (ii)  Seng murni dihasilkan dari larutan melalui elektrolisis. Seng akan dapat terendapkan pada seng murni elektroda negative (katoda) dengan jalan yang sama tembaga dapat dimurnikan. Elektroda lainnya, harus inert, untuk percobaan laboratorium, karbon (grafit) dapat digunakan dan oksigen terbentuk.

Zn²⁺_(aq) + 2e^- → Zn_(s)

Ø Proses reduksi, electron terbentuk, sebagai logam seng yang terendapkan pada elektroda (-).

Ø Padatan seng oksida tidak dapat digunakan secara langsung karena tidak larut dan ion harus bebas untuk membawa arus dan pindah ke elektroda  pada bagian lain larutan.

Ø Lebih jelasnya sistem elektrolisis digunakan, lihat pemurnian tembaga (hanya menukar Zn untuk Cu pada metoda/diagrktif)

d.        Sifat Zink

1.    Sifat fisika Zink

Penampilan	Abu-abu muda kebiruan sfalerit (ZnS)
Fase	Padat
Massa jenis	7,14 g/cm3
Titik lebur	692,68 K
Titik didih	1.180 K
Kalor peleburan	7,32 kJ/mol
Kalor penguapan	123,6 kJ/mol
Kapasitas kalor	25,390 J/(mol.K)
Elektronegativitas	1,65
Energi ionisasi	(1) 906,4 kJ/mol; (2) 1.733,3 kJ/mol; (3) 3.833 kJ/mol
Jari-jari	atom 135 pm
Jari-jari kovalen	131 pm
Jari-jari Van Der Waals	139

2.    Sifat kimia

v  Kemagnetan

          Zn tidak dapat ditarik oleh magnet (diamagnetik) sebab semua elektronnya telah berpasangan dengan struktur kristal heksagonal. Sifat kimiawi seng mirip dengan logam-logam transisi periode pertama seperti nikel dan tembaga. Ia bersifat diamagnetik dan hampir tak berwarna. Jari-jari ion seng dan magnesium juga hampir identik. Oleh karenanya, garam kedua senyawa ini akan memiliki struktur kristal yang sama. Pada kasus di mana jari-jari ion merupakan faktor penentu, sifat-sifat kimiawi keduanya akan sangat mirip. Seng cenderung membentuk ikatan kovalen berderajat tinggi. Ia juga akan membentuk senyawa kompleks dengan pendonor N- dan S-. Senyawa kompleks seng kebanyakan berkoordinasi 4 ataupun 6 walaupun koordinasi 5 juga diketahui ada.

v  Ikatan yang terbentuk

          Seng secara umum memiliki keadaan oksidasi +2. Ketika senyawa dengan keadaan oksidasi +2 terbentuk, elektron pada kelopak elektron terluar s akan terlepas, dan ion seng yang terbentuk akan memiliki konfigurasi [Ar]3d¹⁰. Hal ini mengijinkan pembentukan empat ikatan kovalen dengan menerima empat pasangan elektron dan mematuhi kaidah oktet. Stereokimia senyawa yang dibentuk ini adalah tetrahedral dan ikatan yang terbentuk dapat dikatakan sebagai sp³. Pada larutan akuatik, kompleks oktaherdal, [Zn(H₂O)₆]₂₊, merupakan spesi yang dominan. Penguapan seng yang dikombinasikan dengan seng klorida pada temperatur di atas 285 °C mengindikasikan adanya Zn₂Cl₂ yang terbentuk, yakni senyawa seng yang berkeadaan oksidasi +1. Tiada senyawa seng berkeadaan oksidasi selain +1 dan +2 yang diketahui. Perhitungan teoritis mengindikasikan bahwa senyawa seng dengan keadaan oksidasi +4 sangatlah tidak memungkinkan terbentuk.

v  Reaktivitas

     Seng memiliki konfigurasi elektron [Ar]3d¹⁰4s² dan merupakan unsur golongan 12 tabel periodik. Seng cukup reaktif dan merupakan reduktor kuat. Permukaan logam seng murni akan dengan cepat mengusam, membentuk lapisan seng karbonat, Zn₅(OH)₆CO₃, seketika berkontak dengan karbon dioksida. Lapisan ini membantu mencegah reaksi lebih lanjut dengan udara dan air.

Seng yang dibakar akan menghasilkan lidah api berwarna hijau kebiruan dan mengeluarkan asap seng oksida Seng bereaksi dengan asam, basa, dan non-logam lainnya Seng yang sangat murni hanya akan bereaksi secara lambat dengan asam pada suhu kamar. Asam kuat seperti asam klorida maupun asam sulfat dapat menghilangkan lapisan pelindung seng karbonat dan reaksi seng dengan air yang ada akan melepaskan gas hidrogen.

Zn tidak dapat ditarik oleh magnet (diamagnetik) sebab semua elektronnya telah berpasangan dengan struktur kristal heksagonal.

ü  Reaksi dengan udara Seng terkorosi pada udara yang lembab. Logam seng dibakar untuk membentuk seng (II) oksida yang berwarna putih dan apabila dipanaskan lagi, maka warna akan berubah menjadi kuning.
2Zn(s) + O2(g) → 2ZnO(s)

ü  Reaksi dengan halogen

Seng bereaksi dengan bromine dan iodine untuk membentuk seng (II) dihalida.
Zn(s) + Br2(g) → ZnBr2(s) Zn(s) + I2(g) → ZnI2(s)

ü  Reaksi dengan asam

Seng larut perlahan dalam asam sulfat encer untuk membentuk gas hidrogen.
Zn(s) + H2SO4(aq) → Zn2+(aq) +SO42- (aq) + H2(g)
Reaksi seng dengan asam pengoksidasi seperti asam nitrit dan HNO3 sangat kompleks dan bergantung pada kondisi yang tepat.

ü  Reaksi dengan basa

Seng larut dalam larutan alkali seperti potassium hidroksida dan KOH untuk membentuk zinkat.

Persenyawaan zink:

ü   Zink klorida (ZnCl2)

Senyawa ini bersifat molekuler, bukan ionik karena memiliki titik leleh nisbi rendah dan mudah menyublim.

ü  Zink oksida (ZnO)

Bersifat amfoterik dan membentuk zinkat dengan basa. Zink oksida dibuat melalui oksida zink panas di udara.

ü  Zinkat
Adalah garam yang terbentuk oleh larutan zink atau oksida dalam alkali. Rumusnya sering ditulis ZnO22- walaupun dalam larutan berair ion yang mungkin adalah ion kompleks dengan ion Zn2- terkoordinasi dengan ion OH-Ion ZnO22- dapat berada sebagai lelehan natrium zinkat, tetapi kebanyakan zinkat padat adalah campuran dari berbagai oksida.

ü  Zink blende

Struktur krital dengan atom zink yang dikelilingi oleh empat atom sulfur pada sudut-sudut tetrahedron, setiap sulfur dikelilingi oleh empat atom zink. Kristal ini tergolong sistem kubus

ü  Zink sulfat

Bentuk umumnya adalah ZnSO4.7H2O Senyawa ini kehilangan air diatas 30°C menghasilkan heksahidrat dan molekul air selanjutnya dilepaskan diatas 100°C menghasilkan monohidrat. Garam anhidrat terbentuk pada 450°C dan ini mengurai diatas 500°C.

ü  zink sulfide (ZnS)

Menyublim pada 1180 °C

ü  Zink hidroksida Zn(OH)₂

Zn hidroksi bersifat amfoter dan dapat membentuk kompleks amina bila direaksikan dengan ammonia kuat berlebih.

e.         Kegunaan Zink

Dalam bahasa sehari-hari, seng juga dimaksudkan sebagai pelat seng yang digunakan sebagai bahan bangunan.

Dalam industri zink mempunyai arti penting:

·         Melapisi besi atau baja untuk mencegah proses karat.

·         Digunakan untuk bahan baterai.

·         Zink dan alinasenya digunakan untuk cetakan logam, penyepuhan listrik dan metalurgi bubuk.

·         Zink dalam bentuk oksida digunakan untuk industri kosmetik (mencegah kulit agar tidak kering dan tidak terbakar sinar matahari), plastik, karet, sabun, pigmen warna putih dalam cat dan tinta (ZnO).

·         Zink dalam bentuk sulfida digunakan sebagai pigmen fosfor serta untuk industri tabung televisi dan lampu pendar.

·         Zink dalam bentuk klorida digunakan sebagai deodoran dan untuk pengawetan kayu.

·         Zink sulfat untuk mordan (pewarnaan), stiptik (untuk mencegah pendarahan), sebagai supply seng dalam makanan hewan serta pupuk.

f.          Dampak Zink Terhadap Kesehatan dan Lingkungan

ü Dampak bagi Kesehatan :

1.    Efek defisiensi Zn

Menurut Widowati et al (2008),defisiensi Zn banyak menyerang orang yang mengkonsumsi makanan rendah Zn atau tingkat konsumsi Zn rendah atau kehilangan Zn dari tubuh dalam jumlah besar atau saat kebutuhan tubuh atas Zn meningkat. Orang yang berisiko tinggi mengalami defisiensi Zn adalah:

-          Bayi dan anak-anak dalam usia pertumbuhan atau remaja.

-          Ibu hamil dan menyusui, khususnya yang berusia belasan tahun

-          Pasien yang mengonsumsi makanan lewat intravena

-          Individu yang mengalami malnutrisi dan anoreksia

-          Individu yang menderita diare persisten

-          Individu yang mengalami sindrom malabsorpsi, celiac disease dan short bowel syndrome

-          Pecandu alkohol

-          Penderita anemia bulan sabit

-          Usia lanjut lebih dari 65 tahun

-          Penderita gangguan hati, ginjal, dan diabetes melitus.

Kekurangan seng pertama dilaporkan pada tahun 1960-an, yaitu pada anak dan remaja laki-laki di Mesir, Iran, dan Turki dengan karakteristik tubuh pendek, dan keterlambatan pematangan seksual. Diduga penyebabnya makanan penduduk sedikit mengandung daging, ayam dan ikan yang merupakan sumber utama seng dan tinggi konsumsi serat dan fitat. Mengingat banyaknya enzim yang mengandung seng, maka pada keadaan defisiensi seng reaksi biokimia dimana enzim – seng berperan akan terganggu. Defisiensi seng dapat terjadi pada golongan rentan, yaitu anak-anak, ibu hamil dan menyusui serta orang tua. Manifestasi klinis defisiensi seng pada manusia, dapat terlihat sebagai berikut :

-          Kecepatan pertumbuhan menurun,

-          Nafsu makan dan masukan makanan menurun,

-          Lesiepitel lain seperti glositis, kebotakan,

-          Gangguan sistem kekebalan tubuh,

-          Perlambatan pematangan seksual dan impotensi

-          Fotopobia dan penurunan adaptasi dalam gelap,

-          Hambatan penyembuhan luka, dekubitus, lukabakar,

-          Perubahan tingkah laku,

-          Gangguan perkembangan fetus (Anonim, 2010).

2.    Efek Toksik Zn

Kelebihan seng ( Zn ) hingga dua sampai tiga kali AKG menurunkan absorbsi tembaga. Kelebihan sampai sepuluh kali AKG mempengaruhi metabolisme kolesterol, mengubah nilai lipoprotein, dan tampaknya dapat mempercepat timbulnya aterosklerosis. Dosis konsumsi seng ( Zn ) sebanyak 2 gram atau lebih dapat menyebabkan muntah, diare, demam, kelelahan yang sangat, anemia, dan gangguan reproduksi. Suplemen seng ( Zn ) bisa menyebabkan keracunan, begitupun makanan yang asam dan disimpan dalam kaleng yang dilapisi seng ( Zn ) (Almatsier, 2001 dalam Anonim, 2010 ).

Logam Zn sebenarnya tidak toksik, tetapi dalam keadaan sebagai ion, Zn bebas memiliki toksisitas tinggi .zinc shakes atau zinc chills disebabkan oleh inhalasi Zn-oksida selama proses galvanisasi atau penyambungan bahan yang mengandung Zn. Meskipun Zn merupakan unsure esensial bagi tubuh, tetapi dalam dosis tinggi Zn dapat berbahaya dan bersifat toksik. Absopsi Zn berlebih mampu menekan absorpsi Co dan Fe.Paparan Zn dosis besar sangat jarang terjadi. Zn tidak diakumulasi sesuai bertambahnya waktu paparan karena Zn dalam tubuh akan diatur oleh mekanisme homeostatik, sedangkan kelebihan Zn akan diabsorpsi dan disimpan dalam hati(Widowati et al, 2008).

Zn yang berlebih dan dicampurkan dalm makanan dapat menyebabkan hidrosefalus pada hewan uji tikus dan juga akan memengaruhi metabolisme dalm perkembangan mesoderm untuk rangka.

Konsumsi Zn berlebih m,ampu mengakibatkan defisiensi mineral lain. Toksisitas Zn bisa berifat akut dan kronis. Intake Zn 150-450 mg/ hari mengakibatkan penurunan kadar Cu, pengubahan fungsi Fe, pengurangan imunitas tubuh, serta pengurangan kadar high density lipoprotein (HDL) kolesterol. Satu kasus yang dilaporkan karena seseorang mengonsumsi 4 g Zn-glukonat (570 mg unsure Zn) yang setelah 30 menit berakibat mual dan muntah.Pemberian dosis tunggal sebesar225-50 mg Zn bisa mengakibatkan muntah, sedangkan pemberian suplemen dengan dosis 50-150 mg/ hari mengakibatkan sakit pada alat pencernaan. Konsumsi Zn berlebih dalam jangka waktu lam bisa mengakibatkan defisiensi Cu. Total asupan Zn sebesar 60 mg/ hari (50 mg suplemen Zn dan 10 mg Zn dari makanan) dapat nmengakibatkan defisiensi Cu. Konsumsi Zn lebih dari 50 mg/ hari selama beberapa minggu bisa menggangu ketersediaan biologi Cu, sedangkan konsumsi Zn yang tinggi bisa mempengaruhi sintesis ikatan Cu protein atau metalotionin dalam usus. Konsumsi Zn berlebih akan menggangu metabolisme mineral lain, khususnya Fe dan Cu(Widowati et al, 2008).

Ion Zn bebas dalam larutan bersifat sangat toksik bagi tanaman, hewan invertebrate, dan ikan. Penggunaan intranasal atau nasal spray Zn bagi penderita sakit tenggorokan bisa mengakibatkan kehilangan indra penciuman (anosnia). Inhalasi debu Zn-oksida bisa mengakibatkan metal iume fever(Widowati et al, 2008).

Toksisitas akut Zn terjadi sebagai akibat dari tindakan mengonsumsi makanan dan minuman yang terkontaminasi Zn dari wadah/ panic yang dilapisi Zn. Gejala toksisitas akut bisa berupa sakit lambung, diare, mual, dan muntah. Pemberian bersama suplemen Zn dan jenis antibiotik tertentu, yaitutetracyclines dan quinolones bisa mengurangi absorpsi antibiotic sehinnga daya sembuh berkurang(Widowati et al, 2008).

ü Dampak Zink Terhadap Lingkungan

Pembuangan limbah rumah tangga yang mengandung logam Zn seperti korosi pipa-pipa air dan produk-produk konsumer (misalnya, formula detergen) yang tidak diperhatikan sarana pembuangannya (Connel dan Miller, 1991 dalam Al-Harisi 2008).
Selain itu pemasukan logam ke dalam lingkungan berasal dari buangan limbah rumah tangga yang mengandung logam Zn seperti korosi pipa-pipaair dan produk-produk konsumen (misalnya, formula detergen) yang tidakdiperhatikan sarana pembuangannya (Connel dan Miller, 1991 dalam Al-Harisi, 2008).

2.    Kadmium

a.         Definisi Kadmium

          Kadmium adalah unsur kimia dengan lambang Cd, nomor atom 48 dan massa atom relatif 112,411 g/mol. Ditemukan oleh Fredrich Stromeyer di Jerman pada tahun 1817. 6 Logam kadmium merupakan salah satu jenis logam berat yang banyak  digunakan dalam berbagai kegiatan industri kimia di Indonesia, seperti : industri  pelapisan logam, industri baterai nikel-kadmium, industri cat, industri PVC atau plastik dan industri lainnya. Kadmium dimanfaatkan dalam berbagai bidang  industri kimia tersebut karena sifat kadmium yang lunak dan tahan korosi (Darmono, 2001).

b.        Keberadaan Kadmium

Nama unsur ini diturunkan dari nama kalamin, yaitu zink karbonat (ZnCO3), sebab kadmium biasa dijumpai bersama-sama dalam bijih zink seperti sfalerit (ZnS), walaupun juga dijumpai sebagai mineral grinolit (CdS). Kadmium biasa dihasilkan bersamaan ketika bijih zink, tembaga, dan timbal direduksi.

Jumlah normal kadmium di tanah berada di bawah 1 ppm, tetapi angka tertinggi (1.700 ppm) dijumpai pada permukaan sample tanah yang diambil di dekat pertambangan biji seng (Zn). Cadmium merupakan bahan alami yang terdapat dalam kerak bumi. Cadmium murni berupa logam berwarna putih perak dan lunak, namun bentuk ini tak lazim ditemukan di lingkungan. Umumnya kadmium terdapat dalam kombinasi dengan elemen lain seperti Oxigen (Cadmium Oxide), Clorine (Cadmium Chloride) atau belerang (Cadmium Sulfide). Kebanyakan Cadmium (Cd) merupakan produk samping dari pengecoran seng, timah atau tembaga kadmium yang banyak digunakan berbagai industri, terutama plating logam, pigmen, baterai dan plastik Sumber utama Cd berasal dari makanan, karena makanan menyerap dan mengikat Cd, misalnya tanaman dan ikan. Tidak jarang Cd dijumpai dalam air karena adanya resapan dari tempat buangan limbah bahan kimia.

c.         Ektraksi Kadmium

         Umumnya kadmium terdapat bersama-sama dengan Zn dalam bijinya, sehingga cadmium diperoleh sebagai hasil sampingan produksi seng. Karena titik didihnya rendah, kadmium dapat dipisahkan dari seng melalui penyulingan bertahap. Zn dan Pb diperoleh kembali secara serentak dengan cara tungku pemanas letupan. Kadmium suatu hasil sampingan yang tidak banyak ragamnya dan biasanya dipisahkan dari Zn dengan destilasi atau dengan pengendapan dari larutan sulfat dengan debu Zn.

         Terdapat sebagai senyawa, misalnya CdS (greenokite) dihasilkan sebagai hasil samping ekstraksi Pb dan Zn atau dihasilkan dengan mereduksi Cd²⁺ dengan Zn. Mula-mula CdS dilarutkan dalam asam. Larutan Cd²⁺ direduksi dengan Zn.

CdS_(s) + 2H⁺_(aq) ® Cd²⁺ (aq) + H₂S_(g)

Cd²⁺_(aq) + Zn_(s) ® Cd_(s) + Zn²⁺_(aq)

d.        Sifat kadmium

ü  Sifat fisika

Penampilan	Putih perak
Fase	Padat
Massa jenis	8.65 g/cm3
Titik lebur	594,18 K
Titik didih	1038 K
Elektronegativitas	1,7
Energi ionisasi	(1) 8,99eV; (2) 16,84eV; (3) 38,0eV
Jari-jari atom	0,92 Aº

ü  Sifat kimia

Kadmium memiliki sifat yang serupa dengan zink, kecuali cenderung membentuk kompleks. Kadmium sangat beracun, meskipun dalam konsentrasi rendah.

·         Reaksi dengan udara

Kadmium dibakar untuk menghasilkan kadmium (II) oksida.
2Cd(s) + O2(g) → 2CdO(s)

·         Reaksi dengan halogen

Kadmium bereaksi dengan fluorin, bromine dan iodine untuk

membentuk kadmium (II) dihalida.

Cd(s) + F2(g) → CdF2(s)Cd(s) + Br2(g) → CdBr2(s) Cd(s) + I2(g) → CdI2(s)

·         Reaksi dengan asam

Kadmium larut perlahan dalam asam sulfat encer untuk membentuk campuran yang mengandung ion kadmium (II) dan gas hidrogen.
Cd(s) + H2SO4(aq) → Cd2+(aq) +SO42- (aq) + H2(g)

·         Reaksi dengan basa

Kadmium tidak akan larut dalam larutan alkali.

Persenyawaan kadmium:

·         Kadmium sulfida (CdS)

Merupakan senyawa yang tidak larut dalam air dan dijumpai sebagai mineral grinolit.

·         Kadmium oksida (CdO)

Memiliki beberapa warna dari kuning kehijauan sampai coklat yang mendekati hitam tergantung dengan kondisi suhu pemanasan. Warna tersebut merupakan akibat dari beberapa jenis terputusnya kisi kristal.

·         Kadmium seng telurida (CdZnTe)

Sangat beracun untuk manusia, tidak boleh tertelan, terhirup dan tidak boleh dipegang tanpa sarung tangan yang tepat.

·         Kadmium hidroksida (Cd(OH)2)

Tidak larut dalam basa. Cd hidroksi dapat membentuk kompleks amina bila direaksikan dengan amonia kuat berlebih. Cd(OH)2 lebih bersifat asam daripada Zn(OH)2 yang bersifat amfoter.

e.         Kegunaan Kadmium

                        Kadmium digunakan dalam aloy bertitik leleh rendah untuk membuat solder dalam baterai NiCd, dalam aloy roda gigi dan penyepuhan elektrik (lebih dari 50%). Senyawa kadmium digunakan sebagai penyalut berpendar fosfor dalam tabung TV.

·         Penggunaan Cd dan persenyawaannya ditemukan dalam industri pencelupan, fotografi, dan lain-lain. Pemanfaatan Cd dan persenyawaannya dapat dilihat sebagai berikut :

Senyawa CdS dan CdSeS banyak digunakan sebagai zat warna.

·         Senyawa Cd-sulfat (CdSO4) digunakan dalam industri baterai yang berfungsi untuk pembuatan sel weston karena mempunyai potensial stabil yaitu sebesar 1,0186 volt.

·         Senyawa cadmium bromida (CdBr2) dan cadmium ionida (CdI¬2) secara terbatas digunakan dalam dunia fotografi.

·          Senyawa dietil cadmium {(C2H5)2 Cd} digunakan dalam proses pembuatan tetraetil-Pb.

·         Senyawa Cd-strearat banyak digunakan dalam perindustrian manufaktur polyvinilkhlorida (PVC) sebagai bahan yang berfungsi untuk stabilizer.
Selain itu banyak digunakan dalam industri-industri ringan, seperti pada proses pengolahan roti. Pengolahan ikan, pengolahan minuman, industri textil dan lain-lain, banyak dilibatkan senyawa-senyawa yang dibentuk dengan logam Cd, meskipun penggunaannya hanyalah dengan konsentrasi yang sangat rendah.

·         Kadmium sulfida digunakan sebagai pigmen (warna kuning) dan dalam semikonduktor serta bahan berpendar.

·         Kadmium selenide digunakan sebagai pigmen (warna merah) dan semi konduktor.

f.          Dampak Pencemaran Logam Kadmium bagi Kesehatan dan Lingkungan (Cd)

ü  Cadmium Terhadap Kesehatan.

Kadmium merupakan salah satu jenis logam berat yang berbahaya karena unsur ini beresiko tinggi terhadap pembuluh darah.  Apabila kadmium masuk ke dalam tubuh maka sebagian besar akan terkumpul di dalam ginjal, hati dan sebagian yang dikeluarkan lewat saluran pencernaan.Kadmium dapat  mempengaruhi otot polos pembuluh darah secara langsung maupun tidak langsung lewat ginjal, sebagai akibatnya terjadi kenaikan tekanan darah. Dengan demikian kadmium (Cd) adalah salah satu logam berat yang keberadaanya patut mendapat perhatian khusus karena secara luas terdapat di lingkungan baik sebagai pencemar atau sebagai komponen dalam rokok yang dikonsumsi oleh masyarakat luas. Salah satu sistem organ yang yang merupakan target dari Cd adalah sistem reproduksi, khususnya pada individu jantan. Beberapa efek lain yang ditimbulkan akibat pemajanan Cd adalah adanya kerusakan ginjal,liver, testes, sistem imunitas, sistem susunan saraf dan darah. Bahaya dari unsur ini sebenarnya bila manusia mengkonsumsi (baik itu dihirup atau dimakan) dalam jumlah yang cukup besar. Karena pada kenyataanya, kadmium itu tidaklah mudah untuk keluar di dalam tubuh, logam ini akan terakumulasi terus didalam tubuh, akibatnya bila sudah mencapai kadar tinggi, akan menyerang organ tubuh terutama ginjal dan paru-paru. Jumlah normal kadmium di tanah berada dibawah 1 ppm, tetapi angka tertinggi (1.700 ppm) dijumpai pada permukaan sampel tanah yang diambil di 6 7 POOOOCH₃CH₃CH₃ dekat pertambangan biji seng. Kadmium lebih mudah diakumulasi oleh tananam dibandingkan dengan ion logam berat lainnya sepertitimbal (Widowati, 2008). Berdasarkan FAO/WHO, nilai ambang batas kadar logamkadmium yang diperbolehkan dalam tubuh hewan laut yang dapat dikonsumsi manusia yakni 0,1 ppm. Sedangkan menurut Standar Nasional Indonesia No. 01-3548-1994 tentang batas maksimum cemaran logam pada makanan yang diperbolehkan untuk logam kadmium adalah sebesar 0,2 mg/kg (ppm). Apabila kadmium yang terkandung dalam makanan dikonsumsi terus menerus maka akan terakumulasi di berbagai jaringan tubuh dan dapat menimbulkan efek yang membahayakan kesehatan konsumen (Palar, 2008). Salah satu contoh nyata kasus pencemaran oleh kadmium yang telah menimbulkan dampak negatif terhadap ekosistem dan kehidupan manusia adalah seperti kasus epidemi keracunan akibat mengkonsumsiberas yang tercemar logam kadmium telah terjadi di sekitar Sungai Jinzu Kota Toyama Pulau Honsyu Jepang pada tahun 1960. Penderita mengalami pelunakkan seluruh kerangka tubuh yang diikuti kematian akibat gagal ginjal. Penyakit ini dikenal dengan nama Itai-itai Disease (Alif, 2001).

-          Efek Cadmium terhadap hepar

Kadmium (Cd) dalam tubuh terakumulasi dalam hati dan terutama terikat sebagai metalotionein mengandung unsur sistein, dimana Kadmium (Cd) terikat dalam gugus sufhidril (-SH) dalam enzim seperti karboksil sisteinil, histidil, hidroksil, dan fosfatil dari protein purin. Kemungkinan besar pengaruh toksisitas kadmium (Cd) disebabkan oleh interaksi antara kadmium (Cd) dan protein tersebut, sehingga menimbulkan hambatan terhadap aktivitas kerja enzim dalam tubuh (Darmono, 2001).

-          Efek Cadmium terhadap tulang

Efek keracunan kadmium (Cd) juga dapat mengakibatkan kerapuhan pada tulang. Gejala rasa sakit pada tulang sehingga menyulitkan untuk berjalan. Terjadi pada pekerja yang bekerja pada industri yang menggunakan kadmium (Cd). Penyakit tersebut dinamakan “itai-itai”. (Palar, 2004)

-          Efek Cadmium terhadap paru-paru

Emphysema , yaitu penyakit yang gejala utamanya adalah penyempitan (obstruksi) saluran napas, karena kantung udara di paru menggelembung secara berlebihan dan mengalami kerusakan yang luas. (Palar, 2004)

Edema, yaitu  pembengkakan yang diakibatkan kelebihan cairan di dalam tubuh (Palar, 2004)

-          Efek kadmium (Cd) terhadap sistem reproduksi

Daya racun yang dimiliki oleh kadmium (Cd) juga mempengaruhi sistem reproduksi dan organ-organya. Pada konsentrasi tertentu kadmium (Cd) dapat mematikan sel-sel sperma pada laki-laki. Hal inilah yang menjadi dasar bahwa akibat terpapar oleh uap logam kadmium (Cd) dapat mengakibatkan impotensi. (Palar, 2004)

-          Efek Kadmium (Cd) terhadap ginjal

Logam kadmium (Cd) dapat menimbulkan gangguan dan bahkan mampu menimbulkan kerusakan pada sistem yang bekerja di ginjal. Kerusakan yang terjadi pada sistem ginjal dapat terjadi pada tubulus tubulus ginjal. Petunjuk kerusakan yang dapat terjadi pada ginjal akibat logam kadmium (Cd) yaitu terjadinya asam amniouria dan glokosuria, dan ketidaknormalan kandungan asam urat kalsium dan fosfor dalam urin (Palar, 2004).

-          Efek Kadmium terhadap Pankreas

Keracunan Cd dapat menyebabkan penurunan fungsi pancreas. Efek pemberian Cd pada hewan mempengaruhi metabolisme karbohidrat, menyebabkan terjadinya hiperglikemia, pengurangan toleransi terhadap glukosa dan menghambat aktivitas sekresi insulin  (Palar, 2004).

-          Efek terhadap Jantung

Hipertrofi ventrikular adalah membesarnya ukuran ventrikel jantung. Perubahan ini sangat baik untuk kesehatan jika merupakan respon atas latihan aerobik, akan tetapi hipertropi ventrikular juga dapat muncul akibat penyakit seperti tekanan darah tinggi. (Palar, 2004)

ü  Dampak Cadmium Bagi Lingkungan

Kadmium dan kadmium senyawa, dibandingkan dengan logam berat lainnya, yang relatif air larut. Mereka karena itu juga lebih mobile dalam misalnya tanah, umumnya lebih bioavailable dan cenderung bioaccumulate.Kadmium mudah diakumulasi oleh banyak organisme, terutama oleh mikroorganisme dan moluska di mana faktor biokonsentrasi berada di urutan ribuan. Invertebrata tanah juga berkonsentrasi kadmium nyata. Kebanyakan organisme menunjukkan rendah sampai sedang faktor konsentrasi kurang dari 100. Pada hewan, kadmium berkonsentrasi pada organ internal daripada dalam otot atau lemak. Hal ini biasanya lebih tinggi daripada di dalam ginjal hati, dan lebih tinggi di hati daripada di otot. Kadmium tingkat biasanya meningkat dengan bertambahnya usia. Kadmium tidak penting bagi kehidupan tumbuhan atau hewan. Informasi berikut sebagian besar telah diambil dari monografi IPCS (WHO 1992a, 1992b WHO) kecuali dinyatakan lain.

·         Burung dan mamalia

Pemaparan kadmium kronis menghasilkan berbagai efek akut dan kronis pada mamalia serupa dengan yang terlihat pada manusia. Kerusakan ginjal dan emfisema paru-paru adalah efek utama kadmium tinggi dalam tubuh. Vertebrata laut tertentu mengandung konsentrasi kadmium nyata meningkat pada ginjal, yang, meskipun dianggap berasal dari alam, telah dikaitkan dengan tanda-tanda kerusakan ginjal dalam organisme yang bersangkutan.

Burung laut secara umum dikenal untuk mengakumulasi tingkat tinggi kadmium. Kerusakan ginjal telah dilaporkan dalam koloni liar burung laut pelagis memiliki tingkat kadmium dari 60-480 ug / g pada ginjal (WHO 1992b). Burung laut dan mamalia laut di Greenland memiliki tingkat kadmium, namun para peneliti tidak menemukan bukti efek dalam studi yang dipilih spesimen segel bercincin dengan tingkat kadmium yang sangat tinggi di dalam ginjalnya. (AMAP 2002).

Mamalia dapat mentolerir tingkat rendah paparan kadmium dengan mengikat logam dengan protein khusus yang menjadikan itu tidak berbahaya. Dalam bentuk ini, kadmium yang terakumulasi dalam ginjal dan hati. Tingginya tingkat eksposur, bagaimanapun, menyebabkan kerusakan ginjal, kalsium terganggu dan vitamin D metabolisme, dan keropos tulang. Tubuh membutuhkan waktu puluhan tahun untuk menghilangkan kadmium dari jaringan dan organ.

·         Mikroorganisme

Kadmium adalah racun bagi berbagai mikroorganisme seperti yang ditunjukkan oleh percobaan laboratorium. Namun, kehadiran sedimen, konsentrasi tinggi garam terlarut atau bahan organik dalam pembuluh menguji semua mengurangi dampak beracun. Efek utama adalah pada pertumbuhan dan replikasi. Mikroorganisme tanah yang paling terkena dampak adalah jamur, beberapa spesies yang tersingkir setelah terpapar kadmium dalam tanah. Ada seleksi untuk strain yang resisten terhadap mikroorganisme setelah paparan rendah untuk logam dalam tanah.

·         Organisme Perairan lain

Dalam sistem perairan, kadmium yang paling mudah diserap oleh organisme langsung dari air dalam bentuk bebas Cd ionik (II) (AMAP 1998). Toksisitas akut kadmium untuk organisme air adalah variabel, bahkan antara spesies terkait erat, dan berhubungan dengan konsentrasi ion bebas dari logam. Kadmium berinteraksi dengan metabolisme kalsium dari hewan. Dalam ikan itu menyebabkan kekurangan kalsium (hipokalsemia), mungkin oleh penyerapan kalsium menghambat dari air. Namun, konsentrasi kalsium yang tinggi dalam air melindungi ikan dari serapan kadmium dengan bersaing di lokasi serapan. Efek jangka panjang paparan dapat mencakup kematian larva dan pengurangan sementara pertumbuhan (AMAP 1998). Seng meningkatkan toksisitas kadmium pada invertebrata air. Efek subletal telah dilaporkan pada pertumbuhan dan reproduksi invertebrata air, ada efek struktural pada insang invertebrata. Ada bukti dari pemilihan strain resisten dari invertebrata air setelah terpapar kadmium di lapangan. Toksisitas adalah variabel pada ikan, salmonoids menjadi sangat rentan terhadap kadmium. Efek subletal pada ikan, terutama kelainan tulang belakang, telah dilaporkan. Yang paling rentan hidup-tahapan itu adalah embrio dan larva awal, sedangkan telur paling rentan.

Dalam studi trout danau terkena berbagai tingkat kadmium, peneliti menemukan bahwa perilaku mencari makan kadmium terpengaruh, sehingga keberhasilan yang lebih rendah pada menangkap mangsanya. Penurunan fungsi tiroid sebagai akibat dari paparan cadmium juga telah didokumentasikan. Kedua tanggapan menunjukkan ambang respon yang rendah untuk kadmium menyebabkan perubahan perilaku. (AMAP 2002)

·         Organisme Terestrial Lain

Kadmium mempengaruhi pertumbuhan tanaman dalam studi eksperimental, meskipun tidak ada efek lapangan telah dilaporkan. Pembukaan stomata, transpirasi, dan fotosintesis telah dilaporkan akan terpengaruh oleh kadmium dalam solusi nutrisi, tetapi logam diangkat ke tanaman lebih mudah dari solusi nutrisi dibandingkan dari tanah. Tanaman terestrial dapat terakumulasi kadmium dalam akar dan kadmium ditemukan terikat pada dinding sel (AMAP 1998). Invertebrata Terrestrial relatif tidak sensitif terhadap efek racun dari kadmium, mungkin karena mekanisme penyerapan efektif dalam organ tertentu. Siput darat dipengaruhi oleh sublethally kadmium, efek utama adalah pada konsumsi makanan dan dormansi, tetapi hanya pada tingkat dosis yang sangat tinggi. Kadmium bahkan pada dosis tinggi tidak mempengaruhi burung mematikan, meskipun terjadi kerusakan ginjal. Kadmium telah dilaporkan dalam studi lapangan untuk bertanggung jawab atas perubahan komposisi spesies dalam populasi mikroorganisme dan beberapa invertebrata air. Dekomposisi serasah daun sangat berkurang oleh polusi logam berat, dan kadmium telah diidentifikasi sebagai agen penyebab paling ampuh untuk efek ini.

3.    Merkuri (Hg)

a.         Definisi Merkuri

Merkuri atau raksa adalah unsur kimia dengan lambang Hg, nomor atom 80 dan massa atom relatif 200,59 g/mol.

b.         Keberadaan Merkuri

Raksa merupakan satu dari lima unsur (bersama cesium, fransium, galium, dan brom) yang berbentuk cair dalam suhu kamar. Bijih utamanya adalah sulfida sinnabar (HgS) yang dapat diuraikan menjadi unsur-unsurnya. Selain itu merkuri ditemukan dalam mineral corderoit, livingstonit. Diperoleh terutama melalui proses reduksi dari cinnabar mineral.

c.          Eksrtaksi Merkuri

Sebagian besar merkuri dunia diperoleh dari bijih utama, cinnabar atau vermillion dengan struktur kimia merkuri sulfida (HgS). Cinnabar biasanya ditemukan dalam bentuk masif atau butiran tetapi juga dapat terjadi sebagai kristal kecil yang ditunjukkan di bawah. Bijih ini adalah merah terang dalam tetesan warna dan kecil logam merkuri kadang-kadang dapat ditemukan dalam bijih itu sendiri. Area utama untuk pertambangan cinnabar berada di Italia dan Spanyol yang menyediakan 50% dari dunia merkuri

Sumber Ekstraksi

Bijih air raksa dapat ditemui pada batuan : cinnabar (HgS), Metasinabarit,  Kalomel, Terlinguait, Eglestonit, Montroidit. Namun bijih air raksa yang terpenting hanyalah cinnabar,

Cinnabar (HgS) ini dipanggang menghasilkan oksidanya yang pada gilirannya terdekomposisi kira-kira 500^o C, air raksa akan menguap. Merkuri dapat diperoleh dari cinnabar dengan memanaskan bijih cinnabar dalam arus udara dan kondensasi uap merkuri terbentuk. Karena titik didih merkuri yang relatif rendah dapat dengan mudah dimurnikan dengan distilasi vakum. Reaksi merkuri sulfida dengan oksigen yang ditunjukkan di bawah ini:

HgS (s) + O₂ (g) →  Hg (g) + SO₂ (g)

Proses lain untuk mengurangi emisi SO₂(g) ialah dengan memanggang HgS dengan Fe atau CaO

HgS (s) + Fe (s) →  FeS (s) + Hg (g)

4 HgS (s) + 4 CaO (s) →  3 CaS (s) + CaSO₄ (s) + 4 Hg (g)

Pemanggangan HgS tidak menghasilkan HgO. HgO tidak mantap pada suhu tinggi, mengurai menjadi Hg (g) dan O₂ (g).

Raksa dimurnikan dengan mereaksikannya dengan HNO₃ (aq), yang mengoksidasi hampir semua pengotor. Hasilnya (tak larut) mengembang ke permukaan cairan dan dapat diambil. Pemurnian terakhir adalah melalui penyulingan. Raksa mudah diperoleh dengan kemurnian yang paling tinggi dari kebanyakan logam (99,9998% Hg atau lebih).

d.         Sifat Merkuri

ü  Sifat fisika

Penampilan	Putih keperakan
Fase	Cair
Massa jenis	13,534 g/cm3
Titik lebur	234,32 K
Titik didih	629,88 K
Kalor peleburan	2,29 kJ/mol
Kalor penguapan	59,11 J/(mol.K)
Kapasitas kalor	27,938 J/(mol.K)
Elektronegativitas	1,9
Energi ionisasi	(1) 1.007,1 kJ/mol; (2) 1.810 kJ/mol; (3) 3.300 kJ/mol
Jari-jari atom	150 pm
Jari-jari kovalen	149 pm
Jari-jari Van Der Waals	155 pm

ü  Sifat kimia

a.      kemagnetan

Hg tidak dapat ditarik oleh magnet (diamagnetik) sebab semua elektronnya telah berpasangan. Unsur Hg kurang reaktif dibandingkan zink dan kadmium, dan tidak dapat menggantikan hidrogen dari asamnya, namun merkuri mampu mengkorosi alumunium dengan cepat, sehingga pengangkutan dengan pesawat dibatasi. Densitas raksa yang tinggi menyebabkan benda-benda seperti bola biliar menjadi terapung jika diletakkan di dalam cairan raksa hanya dengan 20% volumenya terendam.

b.      Ikatan yang terbentuk

Untuk raksa, kebanyakan senyawaannya bersifat kovalen. Kemantapan ikatan Hg-C mengakibatkan banyaknya jumlah senyawa raksa organik. Halida logam, kecuali HgF₂, hanya sedikit mengion dalam larutan berair. Raksa membentuk ion diatomik dengan ikatan kovalen logam-logam, Hg₂²⁺.

c.       Reaktivitas

Unsur Hg kurang reaktif dibandingkan zink dan kadmium, dan tidak dapat menggantikan hidrogen dari asamnya, namun merkuri mampu mengkorosi alumunium dengan cepat, sehingga pengangkutan dengan pesawat dibatasi.

Dalam tabel sifat-sifat umum Zn, Cd, dan Hg beberapa perbedaan yang tersirat, mungkin disebabkan oleh kenyataan bahwa elektron 4f bukan merupakan perisai yang baik bagi elektron kulit terluar jika dibandingkan bengan elektron dalam subkulit bagian dalam lainnya. Ini menyebabkan tingginya muatan inti efektif dan ukuran atom Hg yang lebih kecil dari yang diharapkan. Akibatnya, energi pengionan Hg sedikit lebih tinggi dibandingkan pada Zn dan Cd. Energi hidrasi untuk Hg₂²⁺ dan Hg²⁺ juga tidak sebesar pada Zn²⁺ dan Cd²⁺. Dapat kita lihat juga bahwa potensial reduksi Hg₂²⁺ dan Hg²⁺ bernilai positif, sedangkan untuk Zn²⁺ dan Cd²⁺ negatif. Dari penjelasan tersebut dapat kita simpulkan bahwa Zn dan Cd adalah logam yang cukup aktif, tetapi Hg kurang. Unsur Cd dan Zn larut dalam HCl namun, Hg tidak. Untuk reaksi-reaksi yang terjadi nanti akan di jelaskan di sub-bab reaksi.

d.      Kerapatan

Densitas raksa yang tinggi menyebabkan benda-benda seperti bola biliar menjadi terapung jika diletakkan di dalam cairan raksa hanya dengan 20% volumenya terendam.

Sifat yang tak lazim dari Hg adalah dapat membentuk seyawa merkuri (I) yang mengandung ion Hg22+ dan senyawa merkuri (II) yang mengandung ion Hg2+. Merkuri juga membentuk sejumlah senyawa kompleks dan organomerkuri.

Sifat yang tak lazim dari Hg adalah dapat membentuk seyawa merkuri (I) yang mengandung ion Hg22+ dan senyawa merkuri (II) yang mengandung ion Hg2+. Merkuri juga membentuk sejumlah senyawa kompleks dan organomerkuri. Merkuri menyebabkan kerusakan jantung dan ginjal, kebutaan, cacat saat dilahirkan, serta sangat merusak bagi kehidupan air.

-          Reaksi dengan udara merkuri dibakar hingga suhu 350ºC untuk membentuk merkuri (II) oksida.2Hg(s) + O2(g) → 2HgO(s)

-          Reaksi dengan halogen Logam merkuri bereaksi dengan fluorin, klorin, bromine dan iodine untuk membentuk merkuri (II) dihalida.

Hg(s) + F2(g) → HgF2(s)

Hg(s) + Cl2(g) → HgCl2(s)

Hg(s) + Br2(g) → HgBr2(s)

Hg(s) + I2(g) → HgI2(s)

-          Reaksi dengan asam Merkuri tidak bereaksi dengan asam non oksidasi, tetapi bereaksi dengan asam nitrit terkonsentrasi atau asam sulfur terkonsentrasi untuk membentuk komposisi merkuri (II) dengan nitrogen atau sulfur oksida.

Persenyawaan
Sel merkuri adalah sel volta primer yang terdiri dari anoda zink dan katoda merkuri (II) oksida (HgO) bercampur grafit. Elektrolitnya ialah kalium hidroksida (KOH) yang dijenuhkan dengan zink oksida, dengan reaksi keseluruhan :

Zn + HgO ® ZnO + Hg

Ø  Merkuri (II) fulminat (Hg(ONC)2)

Sangat beracun serta sangat sensitif terhadap gesekan dan goncangan

Ø  Merkuri (II) sulfate (HgSO4)

Merkuri sulfat digunakan sebagai katalis dalam produki asetaldehid dari asetilen dan air.

Ø  Merkuri hidroksida (Hg(OH)2)

Merupakan basa lemah.

e.       Kegunaan Merkuri

Raksa banyak digunakan sebagai bahan amalgam gigi,insektisida, termometer, barometer, dan peralatan ilmiah lain, walaupun penggunaannya untuk bahan pengisi termometer telah digantikan (oleh termometer alkohol, digital, atau termistor) dengan alasan kesehatan dan keamanan karena sifat toksik yang dimilikinya.

ü  Merkuri(II) sulfida sebagai pigmen.

ü  Merkuri (II) klorida digunakan dalam pembuatan senyawa merkuri lainnya.

ü  Merkuri (I) klorida digunakan dalam sel kalomel dan sebagai fungisida.

ü  Merkuri sulfat sebagai katalis dalam produki asetaldehid dari asetilen dan air.

f.       Dampak Merkuri Terhadap Kesehatan dan Lingkungan

ü  Jenis dan Bahaya Merkuri Terhadap kesehatan

Bentuk racun dari air raksa pada proses masuk pada tubuh manusia adalah methyl mercury (CH3Hg+ dan CH3-Hg-CH3) dan garam organik, partikel mercuric khlor (HgCl2). Methyl mercury dapat dibentuk oleh bakteri pada endapan dan air yang bersifat asam. Ion merkuri anorganik adalah bersifat racun akut. Elemen merkuri mempunyai waktu tinggal yang relatif pendek pada tubuh manusia tetapi persenyawaan methyl mercury tinggal pada tubuh manusia 10 kali lebih lama merkuri berbentuk metal (logam) dan menyebabkan tidak berfungsinya otak, gelisah/gugup, ginjal, dan kerusakan liver pada kelahiran (cacat lahir).

Methyl mercury terakumulasi pada rantai makanan, sebagai contoh adalah merkuri bisa masuk ke dalam tubuh manusia dengan mengkonsumsi ikan yang hidup pada perairan yang tercemar merkuri. Senyawa phenyl mercury (C6H5Hg+ dan C6H5-Hg-C6H5) bersifat racun moderat dengan waktu tinggal yang pendek pada tubuh tetapi senyawa ini berubah bentuk secara cepat pada lingkungan menjadi bentuk merkuri anorganik. Dari survei efek bahaya, merkuri ini adalah bersifat racun bagi semua bentuk kehidupan, dan bersifat lambat untuk dikeluarkan dari tubuh manusia. Methyl mercury beracun 50 kali lebih kuat daripada merkuri anorganik.

Menurut Peraturan Menteri Kesehatan, kadar merkuri maksimum di dalam air adalah 0,001 mg/l.

 Dikenal   3  bentuk   merkuri, yaitu:

-          Merkuri elemental (Hg): terdapat dalam gelas termometer, tensimeter air raksa, amalgam gigi,   alat elektrik,  batu batere dan cat. Juga digunakan sebagai katalisator dalam produksi soda kaustik dan desinfektan serta  untuk produksi klorin  dari sodium klorida.

-          Merkuri inorganik: dalam bentuk Hg⁺⁺ (Mercuric) dan Hg⁺ (Mercurous)  Misalnya:

Merkuri klorida (HgCl2) termasuk bentuk Hg inorganik yang sangat toksik, kaustik dan digunakan sebagai desinfektan

Mercurous chloride (HgCl) yang digunakan  untuk teething powder dan laksansia (calomel) 

Mercurous fulminate yang bersifat mudah terbakar.

-          Merkuri organik:  terdapat dalam beberapa bentuk, a.l. :

Metil merkuri dan  etil merkuri  yang keduanya termasuk bentuk alkil rantai pendek dijumpai sebagai kontaminan logam di lingkungan.  Misalnya memakan ikan yang tercemar zat tsb. dapat menyebabkan   gangguan neurologis dan kongenital.

Merkuri dalam bentuk alkil  dan aryl rantai panjang dijumpai  sebagai antiseptik dan fungisida.

ü  Dampak Terhadap Kesehatan

1.      Merkuri elemental (Hg)

Uap merkuri yang terhirup  paling sering menyebabkan keracunan, sedangkan unsur Merkuri yang tertelan ternyata tidak menyebabkan  efek toksik karena absorpsinya yang  rendah  kecuali jika ada fistula atau penyakit inflamasi gastrointestinal  atau  jika merkuri tersimpan untuk waktu lama di saluran gastrointestinal. Merkuri yang masuk kedalam tubuh melalui Intravena dapat menyebabkan emboli paru.

Karena bersifat larut dalam lemak,  merkuri elemental  ini mudah melalui  sawar otak  dan  plasenta. Di otak ia akan berakumulasi di korteks  cerebrum dan cerebellum dimana ia akan teroksidasi menjadi bentuk merkurik (Hg^{++ )}   ion merkurik ini akan berikatan dengan  sulfhidril  dari protein enzim  dan protein seluler sehingga menggangu fungsi enzim dan transport sel. Pemanasan logam merkuri membentuk uap merkuri oksida yang bersifat korosif pada kulit, selaput mukosa mata, mulut, dan saluran pernafasan.

2.      Merkuri   inorganik:

Sering diabsorpsi  melalui gastrointestinal, paru-paru dan kulit.

Pemaparan  dalam jangka pendek dengan kadar yang tinggi dapat menyebabkan gagal ginjal sedangkan  pada pemaparan jangka panjang  dengan dosis yang rendah dapat menyebabkan proteinuri, sindroma nefrotik dan nefropati yang berhubungan dengan gangguan imunologis.

3.      Merkuri organik: terutama bentuk rantai pendek alkil (metil merkuri) dapat menimbulkan degenerasi neuron di korteks cerebri dan cerebellum dan mengakibatkan parestesi distal, ataksia, disartria, tuli dan penyempitan lapang pandang.  Metil merkuri  mudah pula melalui plasenta dan berakumulasi dalam fetus yang mengakibatkan kematian dalam kandungan dan cerebral palsy.

ü  Dampak Merkuri terhadap lingkungan

Para penambang emas tradisional menggunakan merkuri untuk menangkap dan memisahkan butir-butir emas dari butir-butir batuan. Endapan Hg ini disaring menggunakan kain untuk mendapatkan sisa emas. Endapan yang tersaring kemudian diremas-remas dengan tangan. Air sisa-sisa penambangan yang mengandung Hg dibiarkan mengalir ke sungai dan dijadikan irigasi untuk lahan pertanian. Selain itu, komponen merkuri juga banyak tersebar di karang, tanah, udara, air, dan organisme hidup melalui proses fisik, kimia, dan biologi yang kompleks.

Mercury dapat terakumulasi dilingkungan dan dapat meracuni hewan, tumbuhan, dan mikroorganisme. Acidic permukaan air dapat mengandung signifikan jumlah raksa. Bila nilai pH adalah antara lima dan tujuh, maka konsentrasi raksa di dalam air akan meningkat karena mobilisasi raksa dari dalam tanah. Setelah raksa telah mencapai permukaan air atau tanah dan bersenyawa dengan karbon membentuk senyawa Hg organik oleh mikroorganisme (bakteri) di air dan tanah. Senyawa Hg organik yang paling umum adalah methyl mercury, suatu zat yang dapat diserap oleh sebagian besar organisme dengan cepat dan diketahui berpotensi menyebabkan toksisitas terhadap sistem saraf pusat.

Bila mikroorganisme (bakteri) itu kemudian termakan oleh ikan, ikan tersebut cenderung memiliki konsentrasi merkuri yang tinggi. Ikan adalah organisme yang menyerap jumlah besar methyl raksa dari permukaan air setiap hari. Akibatnya, methyl raksa dapat ikan dan menumpuk di dalam rantai makanan yang merupakan bagian dari mereka. Efek yang telah raksa pada hewan adalah kerusakan ginjal, gangguan perut, intestines kerusakan, kegagalan reproduksi DNA dan perubahan.

BAB III

PENUTUP

A.       Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang diperoleh berdasarkan uraian di atas yaitu sebagai berikut:

1.         Bahan mentah yang sering digunakan adalah berupa seng yang banyak ditambang adalah sfalerit (seng sulfida).

2.         Umumnya kadmium terdapat bersama-sama dengan Zn dalam bijinya, sehingga kadmiumdiperoleh sebagai hasil sampingan produksi seng.

3.         Bijih merkuri terpenting adalah cinnabar (HgS), untuk mengisolasi Hg bijih dipanggang untuk membentuk oksida yang akan terdekomposisi pada 5000C yang selanjutnya Hg(0) diuapkan.

4.         Logam Zn dan Cd adalah logam aktif, sedangkan Hg tidak.