Jurusan kimia fakultas matematika dan ilmu pengetahuan alam universitas negeri semarang

MOLIBDENUM

       Molibdenum adalah salah satu logam pertama yang ditemukan oleh para ahli kimia modern. Ditemukan pada tahun 1778 oleh kimiawan Swedia Carl Wilhelm Scheele. Molibdenum adalah logam transisi, sehingga menempatkannya di tengah-tengah tabel periodik, dengan nomor atom 42. Tabel periodik itu sendiri adalah suatu bagan yang menunjukkan bagaimana unsur-unsur kimia yang terkait antara satu dengan yang lain. Molibdenum bersifat keras, seperti logam perak dengan titik leleh sangat tinggi. Molibdenum biasanya digunakan untuk menjadi campuran dengan logam lain. Campuran sendiri akan memiliki sifat berbeda dari unsur logam yang pertama, Molibdenum biasanya sering dicampur dengan baja untuk meningkatkan kekuatan, ketangguhan, ketahanan terhadap keausan dan korosi, dan kemampuan untuk mengeraskan baja.

Struktur Atom Molibdenum

• 
  No. Atom : 42
  
• 
  Jari – jari atom : 2.01Å
  
• 
  Volume Atom : 9.4cm³/mol
  
• 
  Konfigurasi Elektron : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s¹ 4d⁵
  
• 
  Elektron/Tingkat Energi  : 2,8,18,13,1
  
• 
  Jumlah Elektron : 42
  
• 
  Jumlah Neutron : 54
  
• 
  Jumlah Proton : 42
  

SIFAT KIMIA MOLIBDENUM

Molybdenum tidak larut dalam reagen kimia yang paling umum. Reagen kimia adalah suatu zat yang digunakan untuk mempelajari bahan-bahan lain, seperti asam atau alkali. Sebagai contoh, molybdenum tidak larut dalam asam klorida, asam fluorida, amonia, sodium hidroksida, atau asam sulfat encer. Reagen Zat kimia ini sering digunakan untuk menguji bagaimana suatu zat reaktif. Molybdenum tidak larut dalam panas sulfat atau asam nitrat, Logam ini tidak bereaksi dengan oksigen pada suhu kamar,dan juga tidak bereaksi dengan oksigen pada temperatur tinggi.

* Kesetimbangan Elektrokimia           : 0.8949g/amp-h

* Elektron Fungsi Kerja                      : 4.6 eV

* Elektronegativitas                            : 2.16 (Pauling); 1.3     (Rochow  Allrod)

* Energi Ionisasi

                        Pertama           : 7,099

                        Kedua            : 16,461

                        Ketiga            : 27,16

* Potensi Elektron Valensi (-eV)        : 88,6

SIFAT FISIK & MEKANIK MOLIBDENUM

Molybdenum merupakan unsur yang solid, memiliki penampilan metalik putih keperakan. Lebih sering terlihat seperti abu-abu gelap atau hitam bubuk. Titik lelehnya sekitar 2.610 ° C (sekitar 4.700 ° F) dan titik didih adalah 4.800 untuk 5.560 ° C (8.600 hingga 10.000 ° F). Densitasnya adalah 10,28 gram per kubik sentimeter.

• 
  Warna : Putih perak
  
• 
  Fasa : Solid
  
• 
  Massa Atom Rata-rata            : 95,94
  
• 
  Koefisien lineal termal expansion/K-1: 5.43E-6
  
• 
  Konduktivitas
  

• 
  Listrik : 0,187 106/cm Ω
  
• 
  Thermal : 1,38 W / cmK
  
• 
  Kepadatan : 10.22g/cc @ 300K
  

• 
  Modulus elastik          
  

• 
  Massal          : 261.2/Gpa
  
• 
  Kekakuan     : 125.6/Gpa
  
• 
  Youngs         : 324.8/Gpa
  

• 
  Entalpi atomisasi         : 653 kJ / mol @ 25 ° C
  

• 
  Entalpi Fusion             : 27,61 kJ / mol
  
• 
  Entalpi Penguapan      : 594,1 kJ / mol
  

• 
  Skala Kekerasan
  

• 
  Brinell          : 1500 m MN-2
  
• 
  Mohs            : 5,5
  
• 
  Vickers         : 1530 MN m-2
  

• 
  Panas Penguapan : 598kJ/mol
  
• 
  Titik Leleh : 2890K 2617 °C 4743 °F
  
• 
  Molar Volume : 9,41 cm3/mole
  
• 
  Bentuk (pada 20°C & 1 atm) : Solid
  
• 
  Spesifik Panas             : 0.25J/gK
  
• 
  Tekanan Uap               : 3.47Pa @ 2617 ° C
  

PENAMAAN LOGAM MOLIBDENUM

Biasanya bijih molibdenum disebut molybdenite. Molybdenite mengandung senyawa molybdenum dan belerang, molybdenum disulfida (MOS2). Molibdenum disulfida merupakan bubuk hitam lembut yang terlihat seperti grafit. Grafit sendiri adalah karbon murni yang biasa dipakai sebagai bahan utama pembuatan pensil. Bahkan, ahli kimia sebelumnya berpikir bahwa grafit dan molibdenum disulfida adalah bahan yang sama.

Molybdenum disulfida terlihat lembut dan licin. Para ilmuwan Kimia biasanya sering mengaduk material sebelum mencoba melarutkan kedalam asam atau cairan lainnya, tetapi pada molybdenum disulfide cairan tidak berada dibawah atau ke atas, melainkan materi hanya berpindah keluar dari jalur asalnya.

Beberapa tahun setelah Carl menemukan cara agar unsur bekerja dengan senyawa. Ia menemukan kembali bahwa Molybdenum sangat berbeda dari grafit. Bahkan, ia menemukan bahwa Molybdenum mengandung unsur yang sama sekali baru. Nama yang dipilih untuk menggambarkan unsur baru diambil penemunya dari bahasa Yunani yaitu Molybdenum yang berarti memimpin.

REAKSI LIMIA LOGAM MOLIBDENUM

• 
  Reaksi dengan air
  

Tidak bereaksi dengan air pada suhu ruangan

• 
  Reaksi dengan oksigen
  

Tidak bereaksi dengan oksigen pada suhu ruangan/normal. Pada temperature tinggi membentuk Molibdenum (VI) trioxide. Reaksi : 

2Mo_(s) + 3O_2(g) → 2MoO_3(S)

• 
  Reaksi dengan halogen
  

Pada temperatur ruangan Mo breaksi dengan fluorine membentuk Molibdenum (VI) fluoride.

Reaksi :

             Mo_(s) + 3F_2(g) → MoF_6(l)
SUMBER LOGAM MOLIBDENUM

            Molibdenum dapat ditemui di alam bebas. Sebaliknya, walaupun ia masih menjadi bagian dari suatu senyawa. Selain molybdenite, biasanya Molibdenum terjadi sebagai mineral wulfenite (PbMoO₄) dan Powellite (CaMoO₄). Dapat ditemukan di kerak bumi yang diperkirakan sekitar 1 hingga 1,5 bagian per juta. Sekitar dua-pertiga dari semua Molibdenum di dunia berasal dari Kanada, Chili, Cina, dan Amerika Serikat. Di Amerika Serikat, bijih Molibdenum ditemukan terutama di Alaska, Colorado, Idaho, Nevada, New Mexico, dan Utah.

EKSTRAKSI LOGAM MOLIBDENUM

            Logam Molibdenum murni dapat diperoleh dari Molibdenum trioksida (MoO₃) dalam berbagai cara. Molibdenit ini pertama dipanaskan sampai suhu 700 ° C (1292 ° F) dan sulfida yang teroksidasi menjadi oksida (VI) molibdenum melalui udara :

2MoS₂ + 7O₂ → 2MoO₃ + 4SO₂

            Bijih teroksidasi kemudian dipanaskan sampai 1.100 ° C (2010 ° F) untuk menghaluskan oksida, atau pencucian dengan amonia yang kemudian bereaksi dengan oksida (VI) molibdenum untuk membentuk molybdate yang larut dalam air :

MoO₃ → NH₄OH + 2(NH₄) 2(MoO₄) + H₂O

            Tembaga merupakan pengotor yang kurang larut dalam amonia sehingga digunakan hidrogen sulfida untuk mengendapkannya.

APLIKASI PENGGUNAAN LOGAM MOLIBDENUM

      Molibdenum terutama banyak digunakan di industri, diantaranya adalah:

o   Baja,

o   Pesawat,

o   Rudal,

o   Filamen di pemanas listrik,

o   Pelumas,

o   Lapisan pelindung pelat boiler,

o   Pigmen,

o   dan katalis.           

     Sekitar 75 persen dari Molibdenum yang digunakan di Amerika Serikat pada tahun 1996 dijadikan campuran untuk baja dan besi. Hampir setengah dari campuran ini digunakan untuk membuat stainless dan baja tahan panas. Hasilnya dapat digunakan dalam pesawat terbang, pesawat ruang angkasa, dan rudal bagian. Penggunaan penting lainnya adalah campuran Molibdenum dalam produksi alat-alat khusus, seperti: busi, shaft baling-baling, senapan barel, peralatan listrik digunakan pada temperatur tinggi, dan boiler pelat.

      Penggunaan penting lainnya adalah sebagai katalis Molibdenum. Katalis adalah zat yang digunakan untuk mempercepat atau memperlambat suatu reaksi kimia. Katalis tidak mengalami perubahan wujud selama reaksi. Katalis Molibdenum digunakan dalam berbagai operasi kimia, dalam industri minyak bumi, dan dalam produksi polimer dan plastik.

       Molibdenum digunakan pada alloy tertentu yang berbasis nikel, seperti Hastelloy, yang mana tahan panas dan tahan korosi bahan kimia. Molibdenum mengoksidasi pada suhu yang meningkat. Penerapan terbaru molibdenum adalah sebagai elektroda untuk tungku pembakaran kaca yang dipanaskan dengan listrik. Molibdenum juga digunakan dalam nuklir, dan dalam pembuatan  suku cadang rudal dan pesawat terbang. Molibdenum merupakan katalis penting dalam pemurnian minyak bumi. Juga diterapkan sebagai bahan filamen dalam dunia elektronik. Molibdenum adalah unsur esensial dalam jumlah sedikit yang dibutuhkan oleh tanaman; beberapa daerah tandus karena kekurangan unsur ini dalam tanah. Molibdenum sulfida adalah pelumas yang sangat berguna, khususnya pada suhu tinggi di mana oli mudah terurai. Hampir semua baja yang sangat kuat, dengan minimum daya tampung  300.000 psi mengandung molibdenum sejumlah  0.25 hingga 8%. Secara biologis, molibdenum sebagai unsur penting dalam pengikatan nitrogen dan proses metabolisme lainnya.
PADUAN MOLIBDENUM

1. 
   TZM (Mo (~ 99%), Ti (~ 0,5%), Zr (~ 0,08%) dan beberapa C)
   

• 
  Tahan terhadap korosi
  
• 
   molibdenum superalloy tahan garam fluorida cair pada suhu diatas 13000C
  
• 
  memiliki sekitar dua kali kekuatan Mo murni
  
• 
  lebih ulet
  

2. 
   MoW (Molibdenum-Tungsten)
   

• 
  ketahanan korosi lebih baik
  
• 
  kekuatan lebih tinggi
  
• 
  Aplikasi : komponen untuk pengolahan seng, misalnya pompa komponen, nozel, sarung termokopel, pengaduk untuk industri kaca 
  

3. 
   Molybdenum disulfide (MoS2)
   

• 
  Digunakan sebagai pelumas yang tahan tekanan-tinggi suhu tinggi (HPHT)
  

4. 
   Molybdenum disilicide (MoSi2)
   

• 
  Penggunaan primer di elemen pemanas beroperasi pada suhu di atas 1500 ° C dalam udara.
  

5. 
   Molybdenum trioksida (MoO3)
   

• 
  Sebagai perekat 
  

6. 
   Lead molibdat (wulfenite)
   

• 
  Diendapkan dengan kromat timah dan timbal sulfat merupakan pigmen terang-oranye digunakan untuk industri keramik dan plastik.
  

7. 
   Heptamolybdate Amonium (digunakan dalam prosedur pewarnaan biologi)
   

Molibdenum Dalam Tubuh Manusia

Pada manusia, molybdenum dikenal berfungsi sebagai kofaktor untuk tiga enzim:

    * Sulfit oksidase mengkatalisis transformasi sulfit ke sulfat, reaksi yang diperlukan untuk metabolisme kandungan asam amino (metionin dan sistein).

     *Xanthine oksidase mengkatalisis pemecahan nukleotida (prekursor untuk DNA dan RNA) untuk membentuk asam urat, yang berkontribusi terhadap kapasitas antioksidan plasma darah.

    * Oksidase Aldehyde dan xanthine oksidase mengkatalisis reaksi hidroksilasi yang melibatkan beberapa molekul yang berbeda dengan struktur kimia yang sama. oksidase Xanthine dan oksidase aldehida juga berperan dalam metabolisme obat dan racun.

            Nilai ambang batas Mo dalam tubuh manusia

• 
  Anak-anak 1-3 tahun 300 µg / hari
  
• 
  Anak-anak 4-8 tahun 600 µg / hari
  
• 
  Anak-anak 9-13 tahun 1.100 µg / hari (1,1 mg / hari)
  
• 
  Remaja 14-18 tahun 1.700 µg / hari (1,7 mg / hari)
  
• 
  Dewasa 19 tahun dan lebih tua 2.000 (2,0 mg / hari)
  

Molibdenum diperlukan untuk oksidasi belerang, suatu komponen dari protein. Molibdenum terdapat dalam susu, buncis, roti dan gandum.      

                                                        

Dampak Terhadap Makhluk hidup

Molybdenum relatif aman bagi manusia dan hewan. Penelitian telah menunjukkan bahwa Moblydenum merupakan zat yang tidak beracun. Bahkan, Moblydenum digunakan untuk pertumbuhan tanaman sebagai nutrisi, walaupun intensitas kebutuhannya masih sangat kecil.  

Kekurangan Molibdenum

            Kekurangan molibdenum yang disebabkan karena asupan yang tidak memadai pada orang yang sehat, belum pernah diteliti. Tetapi kekurangan molibdenum terjadi pada keadaan tertentu misalnya jika seorang malnutrisi yang menderita penyakit Chron mendapatkan makanan parenteral dalam waktu yang lama tanpa tambahan molibdenum.

Gejalanya berupa:

- denyut jantung yang cepat

- sesak nafas

- mual

- muntah

- disorientasi

- koma

Penyembuhan total bisa diperoleh dengan pemberian molybdenum.

Kelebihan Molibdenum

            Orang yang mengkonsumsi molibdenum dalam jumlah besar dapat mengalami gejala yang menyerupai penyakit gout, termasuk peningkatan kadar asam urat dalam darah dan nyeri sendi.

            Penambang yang terpapar debu molibdenum bisa mengalami gejala-gejala yang tidak spesifik.

3. 
   WOLFRAM
   

Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74. Nama unsur ini diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut wolfram. Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit. Wolfram memiliki titik lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya. Bentuk murni Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik. Senyawa dan aloy-nya digunakan secara luas untuk banyak hal, yang paling dikenal adalah sebagai filamen bola lampu, tabung sinar-x, dan superaloy.

Wolfram murni adalah logam yang berwarna putih timah hingga abu-abu seperti baja. Wolfram yang sangat murni dapat dipotong dengan gergaji besi dan bisa dibentuk dengan mudah. Dalam keadaan tidak murni, wolfram rapuh dan sukar untuk membentuknya. Wolfram memiliki kekuatan regang tertinggi. Wolfram teroksidasi di udara dan harus dilindungi bila disimpan pada suhu yang meningkat. Pemuaian akibat panasnya hampir sama dengan kaca borosilikat, yang membuatnya berguna untuk segel dari kaca ke logam (Krisbiyantoro, 2008).

Dari semua logam dalam bentuk murni, wolfram memiliki titik lebur tertinggi (3422° C, 6192 ° F ), tekanan uap terendah (pada suhu di atas 1.650 ° C, 3000 ° F ) dan memiliki kekuatan regang tertinggi. Wolfram memiliki koefisien ekspansi termal terendah dari setiap logam murni. Ekspansi termal yang rendah dan titik lebur yang tinggi dan kekuatan dari wolfram adalah karena kuatnya ikatan kovalen yang terbentuk antara atom wolfram oleh orbital elektron 5d. Karena kekuatan ini, pemaduan jumlah kecil wolfram dengan baja sangat meningkatkan ketangguhan (Setiawan, 2000).

Bilangan oksidasi dari wolfram adalah +2 dan +6,. Wolfram bersenyawa dengan oksigen membentuk oksida tungstic berwarna kuning , WO_3, yang larut dalam air dan larutan alkali untuk membentuk ion tungstat. W₂C tahan terhadap serangan kimia, meskipun bereaksi kuat dengan klorin untuk membentuk hexachloride wolfram (Setiawan, 2000).

Wolfram trioksida dapat membentuk interkalasi senyawa dengan logam alkali. Ini dikenal sebagai perunggu; contoh adalah natrium perunggu wolfram (Setiawan, 2000).
SUMBER WOLFRAM

Beberapamineral sumber utama wolfram (W) antara lain :

• 
  Scheelite (CaWO₄) dan wolframite [Fe(Mn)WO₄]
  
• 
  Ferberite (FeWO4)
  
• 
  Hubnerite (MnWO4)
  

Nuklida	180 W	182 W	183 W	184 W	185 W	186 W
Massa atom	179,9	181,9	183	184	186
Kelimpahan	0,1 %	26,3 %	14,3 %	30,7 %	0 %	28,6 %
Waktu paruh	Stabil	Stabil	Stabil	Stabil	75 hari	stabil

EKSTRAKSI WOLFRAM

Wolfram diambil secara pemanasan langsung hingga meleleh dari campuranbijihnya dengan alkali kemudian diendapkan dalam air sebagai WO₃ dengan penambahan asam. Reduksi dengan H₂ pada ~ 850^oC terhadap oksida ini akan menghasilkan serbuk logam abu-abu. Pengubahan serbuk logam baik Mo maupun W menjadi padatan massif dapat dilakukan dengan kompresi tinggi dengan gas H₂.

SIFAT-SIFAT

• 
  Tahan terhadap asam
  
• 
  Tahan terhadap panas, 3410⁰C
  
• 
  Tahan terhadap oksigen
  
• 
  Reaktif dengan flourin membentuk heksaflourida
  

Sifat fisika

Simbol	W
Nomor atom	74
Konfigurasi elektron	[Xe] 4f^14 5d^4 6s^2 (keadaandasar)
Massa atom	183,84 gr/mol
Golongan	VI B (golongan transisi)
Periode	6
Bentuk	Padat pada 298 K
Warna	Putih keabu-abuan dan berkilauan
Klasifikasi	Logam
Titik didih	5828K atau 5555ᴼC
Titik lebur	3695K atau 3422ᴼC
Densitas	19,25 gr/cm^3
Afinitas elektron	-119 kJ/mol
Radius atom	1,41 Å
Volume atom	9,53 cm^3/mol
Radius kovalensi	1,3 Å
Struktur kristal	Bcc
Elektronegatifitas	1,7
Potensial ionisasi	7,98 V
Bilangan oksidasi	+6, +5, +4, +3, dan +2
Entalpi penguapan	422,58 kJ/mol
Entalpi pembentukan	35,4 kj/mol

Pada susunan kubus berpusat badan (bcc) setiap logam bersinggungan dengan 8 atom sejenis. Dalam susunan ini bilangan koordinasi untuk setiap atom logam adalah 8. Pada sel satuan kubus berpusat badan atom-atom terletak pada pojok-pojok dan pusat kubus. Volume sel satuan kubus berpusat badan yang ditempati oleh atom logam adalah sebesar 68,02% (Effendy, 1999).

PERSENYAWAAN DARI WOLFRAM

Reaksi dan Persenyawaan

Wolfram diperoleh kembali setelah peleburan dengan alkali dan dilarutkan kembali dalam air dengan pengendapan WO₃ oleh asam. Oksida direduksi dengan H₂ menghasilkan logamnya sebagai bubuk abu-abu. Ini mudah diserang hanya dengan campuran HF-HNO₃ atau dengan mengoksidasi leburan alkali dengan Na₂O₂, atau KNO₃-NaOH (Cotton dan Wilkinson, 1989). WO₃ mudah dibuat dengan memanaskan logamnya atau sulfidanya dalam oksigen. Oksida-oksida ini tidak bereaksi dengan asam, tetapi larut dalam basa membentuk larutan molibdat atau wolframat. WO₃ berupa padatan kuning lemon dengan titik leleh ~1200 C (Sugiyarto dan Sugiyani, 2010). Trioksida diperoleh pada pemanasan logam atau senyawaan lain dalam udara dan WO₃ berwarna kuning. Wolfram tidak diserang oleh asam selain HF namun larut dalam basa membentuk wolframat. Garam-garam logam alkali atau NH⁴⁺ yang larut dalam air mengandung ion tetrahedral WO₄^2-. Bilamana larutan wolframat dibuat menjadi asam lemah, terjadi kondensasi menghasilkan polianion yang rumit. Dalam larutan asam yang lebih kuat, oksida terhidrasi dan WO₃. 2H₂O (putih) terbentuk (Cotton dan Wilkinson, 1989). Interaksi wolfram dengan F₂ menghasilkan heksafluorida tidak berwarna WF₆ (titik didih 17ᴼC) dan bersifat mudah terhidrolisis. Klorinasi Wolfram panas menghasilkan monomer biru hitam pekat heksaklorida, WCl₆. Ia larut dalam CS₂, CCl₄, alcohol, dan eter. Ia bereaksi lambat dengan air dingin, cepat dengan air panas, menghasilkan asam tungstat. WCl₆ adalah bahan pemula yang biasa untuk sintesis berbagai senyawaan seperti dialkilamida, alkoksida, organologam dan karbonil (Cotton dan Wilkinson, 1989).

Berikut ini adalah reaksi wolfram (Annonymous, 2001) :

1. 
   Reaksi dengan air
   

Pada suhu ruangan, tungsten tidak bereaksi dengan air.

2. 
   Reaksi dengan udara
   

Pada suhu ruangan, tungsten dapat bereaksi dengan udara atau O2. Pada suhu yang meningkat, trioksida tungsten(VI) oksida terbentuk. Persamaan reaksinya sebagai berikut :2 W (s) + 3 O₂ 2 WO₃ (s)

3. 
   Reaksi dengan halogen
   

Pada suhu ruangan, tungsten beraksi langsung dengan fluorin membentuk tungsten(VI) fluoride. Persamaan reaksinya sebagai berikut :
W(s) + 3F₂(g) 3F₆(g)

Tungsten bereaksi secara langsung dengan klorin atau bromine (pada 250ᴼC) masing-masing membentuk tungsten(VI) klorida atau tungsten(VI) bromide. Persamaan reaksinya sebagai berikut :

W(s) + 3Cl₂(g) WCl₆(s)

W(s) + 3Br₂(g) WBr₆(s)

Pada kondisi terkontrol, tungsten(V) klorida terbentuk dari reaksi antara logam tungsten dan klorin, persamaan reaksinya sebagai berikut:
2W(s) + 5Cl₂(g) 2WCl₅(s)

4. 
   Reaksi dengan asam
   

Secara umum, logam tungsten tidak terpengaruh oleh kebanyakan asam. Menurut Cotton dan Wilkinson (1989) wolfram tidak diserang oleh asam selain HF.

5. 
   Reaksi dengan basa
   

Logam tungsten tidak bereaksi dengan larutan basa lemah.