(TR 4) Analisis Ilmiah mengenai Unsur Timah (Sn)

Timah merupakan salah satu unsur logam dalam sistem tabel periodik dengan simbol Sn (Stannum) dan nomor atom 50.
1. Bentuk
Timah terdapat dalam 2 bentuk alotropi yaitu timah putih (timah beta) dan timah abu-abu (timah alfa). Jika dipanaskan, timah abu-abu (timah alfa) dengan struktur kubus berubah pada 13.2 derajat Celcius menjadi timah putih (timah beta) yang memiliki struktur tetragonal. Ketika timah didinginkan sampai suhu 13,2 derajat Celcius, ia pelan-pelan berubah dari putih menjadi abu-abu.



2. Sifat
Timah merupakan logam perak keputih-putihan, mudah dibentuk dan dapat ditempa ("malleable"). Logam ini sering digunakan untuk melapisi loga lainnya sebagai pencegah karat karena logam ini tidak mudah teroksidasi dalam udara.
3. Keterangan Unsur
• Radius Atom: 1.62 Å
• Volume Atom: 16.3 cm3/mol
• Massa Atom: 118.71
• Titik Didih: 2876 K
• Radius Kovalensi: 1.41 Å
• Struktur Kristal: tetragonal
• Massa Jenis: 7.31 g/cm3
• Konduktivitas Listrik: 8.7 x 106 ohm-1cm-1
• Elektronegativitas: 1.96
• Konfigurasi Elektron: [Kr]4d10 5s2p3
• Formasi Entalpi: 7.2 kJ/mol
• Konduktivitas Panas: 66.6 Wm-1K-1
• Potensial Ionisasi: 7.344 V
• Titik Lebur: 505.12 K
• Bilangan Oksidasi: 4,2
• Kapasitas Panas: 0.228 Jg-1K-1
• Entalpi Penguapan: 290.37 kJ/mol
(Yulianto Mohsin, 2006)

4. Toksisitas
Jumlah timah didalam makanan memiliki limit sekitar 300mg/kg. Jika berada pada konsentrasi tersebut, maka tidak berbahaya pada makanan. Senyawa timah trialkil dan trialil digunakan sebagai racun biologi dan harus ditangani secara hati-hati dan teliti agar tidak membahayakan makhluk hidup.
5. Kegunaan
• Pembuatan kaleng untuk berbagai macam produk
• Pelapisan logam lainnya untuk mencegah perkaratan
• Pembuatan logam campur seperti perunggu (paduan timah, tembaga, seng) dan solder (paduan timah dan timbal).
6. Pembentukan di Alam
Pembentukan Sn yang bersumber dari mineral kasiterit adalah melalui Fase Hidrothermal (Hydrothermal Phase) dan Fase Pegmatitik (Pegmatitic Phase).



a. Fase Hidrothermal (Hydrothermal Phase)
Hidrothermal adalah larutan sisa magma yang bersifat “aqueous” sebagai hasil differensiasi magma. Hidrothermal ini kaya akan logam-logam yang relatif ringan, dan merupakan sumber terbesar (90%) dari proses pembentukan endapan. Berdasarkan cara pembentukan endapan, dikenal dua macam endapan hidrothermal, yaitu :
• cavity filing, mengisi lubang-lubang (opening-opening) yang sudah ada di dalam batuan.
• metasomatisme, mengganti unsur-unsur yang telah ada dalam batuan dengan unsur-unsur baru dari larutan hidrothermal.
Berdasarkan cara pembentukan endapan, dikenal beberapa jenis endapan hidrothermal, antara lain Ephithermal (T 00C-2000C), Mesothermal (T 1500C-3500C), dan Hipothermal (T 3000C-5000C)
Setiap tipe endapan hidrothermal diatas selalu membawa mineral-mineral yang tertentu (spesifik), berikut altersi yang ditimbulkan barbagai macam batuan dinding. Tetapi mineral-mineral seperti pirit (FeS2), kuarsa (SiO2), kalkopirit (CuFeS2), florida-florida hampir selalu terdapat dalam ke tiga tipe endapan hidrothermal.
Paragenesis endapan hipothermal dan mineral gangue adalah : emas (Au), magnetit (Fe3O4), hematit (Fe2O3), kalkopirit (CuFeS2), arsenopirit (FeAsS), pirrotit (FeS), galena (PbS), pentlandit (NiS), wolframit : Fe (Mn)WO4, Scheelit (CaWO4), kasiterit (SnO2), Mo-sulfida (MoS2), Ni-Co sulfida, nikkelit (NiAs), spalerit (ZnS), dengan mineral-mineral gangue antara lain : topaz, feldspar-feldspar, kuarsa, tourmalin, silikat-silikat, karbonat-karbonat.
Sedangkan paragenesis endapan mesothermal dan mineral gangue adalah : stanite (Sn, Cu) sulfida, sulfida-sulfida : spalerit, enargit (Cu3AsS4), Cu sulfida, Sb sulfida, stibnit (Sb2S3), tetrahedrit (Cu,Fe)12Sb4S13, bornit (Cu2S), galena (PbS), dan kalkopirit (CuFeS2), dengan mineral-mineral ganguenya : kabonat-karbonat, kuarsa, dan pirit.
Paragenesis endapan ephitermal dan mineral ganguenya adalah : native cooper (Cu), argentit (AgS), golongan Ag-Pb kompleks sulfida, markasit (FeS2), pirit (FeS2), cinabar (HgS), realgar (AsS), antimonit (Sb2S3), stannit (CuFeSn), dengan mineral-mineral ganguenya : kalsedon (SiO2), Mg karbonat-karbonat, rhodokrosit (MnCO3), barit (BaSO4), zeolit (Al-silikat).
b. Fase Pegmatitik (Pegmatitic Phase).
Pegmatit adalah batuan beku yang terbentuk dari hasil injeksi magma. Sebagai akibat kristalisasi pada magmatik awal dan tekanan disekeliling magma, maka cairan residual yang mobile akan terinjeksi dan menerobos batuan disekelilingnya sebagai dyke, sill, dan stockwork.
Kristal dari pegmatit akan berukuran besar, karena tidak adanya kontras tekanan dan temperatur antara magma dengan batuan disekelilingnya, sehingga pembekuan berjalan dengan lambat. Mineral-mineral pegmatit antara lain : logam-logam ringan (Li-silikat, Be-silikat (BeAl-silikat), Al-rich silikat), logam-logam berat (Sn, Au, W, dan Mo), unsur-unsur jarang (Niobium, Iodium (Y), Ce, Zr, La, Tantalum, Th, U, Ti), batuan mulia (ruby, sapphire, beryl, topaz, turmalin rose, rose quartz, smoky quartz, rock crystal).
Gambar Skematik proses differensiasi magma pada fase magmatik cair



Keterangan untuk Gambar :
1. Vesiculation, Magma yang mengandung unsur-unsur volatile seperti air (H2O), karbon dioksida (CO2), sulfur dioksida (SO2), sulfur (S) dan klorin (Cl). Pada saat magma naik kepermukaan bumi, unsur-unsur ini membentuk gelombang gas, seperti buih pada air soda. Gelombang (buih) cenderung naik dan membawa serta unsur-unsur yang lebih volatile seperti sodium dan potasium.
2. Diffusion, Pada proses ini terjadi pertukaran material dari magma dengan material dari batuan yang mengelilingi reservoir magma, dengan proses yang sangat lambat. Proses diffusi tidak seselektif proses-proses mekanisme differensiasi magma yang lain. Walaupun demikian, proses diffusi dapat menjadi sama efektifnya, jika magma diaduk oleh suatu pencaran (convection) dan disirkulasi dekat dinding dimana magma dapat kehilangan beberapa unsurnya dan mendapatkan unsur yang lain dari dinding reservoar.
3. Flotation, Kristal-kristal ringan yang mengandung sodium dan potasium cenderung untuk memperkaya magma yang terletak pada bagian atas reservoar dengan unsur-unsur sodium dan potasium.
4. Gravitational Settling, Mineral-mineral berat yang mengandung kalsium, magnesium dan besi, cenderung memperkaya resevoir magma yang terletak disebelah bawah reservoir dengan unsur-unsur tersebut. Proses ini mungkin menghasilkan kristal badan bijih dalam bentuk perlapisan. Lapisan paling bawah diperkaya dengan mineral-mineral yang lebih berat seperti mineral-mineral silikat dan lapisan diatasnya diperkaya dengan mineral-mineral silikat yang lebih ringan.
5. Assimilation of Wall Rock, Selama emplacement magma, batu yang jatuh dari dinding reservoir akan bergabung dengan magma. Batuan ini bereaksi dengan magma atau secara sempurna terlarut dalam magma, sehingga merubah komposisi magma. Jika batuan dinding kaya akan sodium, potasium dan silikon, magma akan berubah menjadu komposisi granitik. Jika batuan dinding kaya akan kalsium, magnesium dan besi, magma akan berubah menjadi berkomposisi gabroik.
6. Thick Horizontal Sill, Secara umum bentuk ini memperlihatkan proses differensiasi magmatik asli yang membeku karena kontak dengan dinding reservoirl Jika bagian sebelah dalam memebeku, terjadi Crystal Settling dan menghasilkan lapisan, dimana mineral silikat yang lebih berat terletak pada lapisan dasar dan mineral silikat yang lebih ringan.
( Rahmanberau, 2009 )

Dari 2 fase di atas, terbentuk mineral kasiterit yang kemudian membentuk timah. Berikut proses pembentukannya.
SnO2 (s) 2C(s) Sn(l) +2CO(g)
7. Pengolahan
Bijih timah setelah dipekatkan lalu dipanggang sehingga arsen dan belerang dipisahkan dalam bentuk oksida-oksida yang mudah menguap. Kemudian bijih timah yang sudah dimurnikan itu direduksi dengan karbon. Timah cair yang terkumpul di dasar tanur kemudian dialirkan ke dalam cetakan untuk memperoleh timah batangan. Timah ini masih tergolong kasar dan perlu di murnikan.
Pemurnian timah dapat dilakukan dengan 2 tahap, yaitu :
a. HIGH TENTION SEPARATOR
Mineral terpusah dengan gaya aliran listrik seperti timah, besi.
b. MAGNETE SEPARATOR
Mineral timah tidak tertarik, bijih timah siap untuk proses peleburan untuk memperoleh timah murni.
(Rakhmat Yusuf, 2010)


Credit & Sumber
http://id.wikipedia.org/wiki/Timah
Timah
http://www.chem-is-try.org/tabel_periodik/timah/
Timah
http://www.niki-timah.com/2010/01/apa-itu-timah.html
Apa Itu Timah?
http://rahmanberau.wordpress.com/category/pertambangan/
Genesa Bahan Galian
http://www.geofacts.co.cc/2009/04/deksripsi-beberapa-mineral.html
Deskripsi Beberapa Mineral