Seng

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Langsung ke: navigasi, cari
tembagasenggalium
-

Zn

Cd
Penampilan
abu-abu perak
Ciri-ciri umum
Nama, lambang, Nomor atom seng, Zn, 30
Dibaca /ˈzɪŋk/ ZINGK
Jenis unsur logam transisi
Golongan, periode, blok 124, d
Massa atom standar 65.38(2)(4)
Konfigurasi elektron [Ar] 3d10 4s2
2, 8, 18, 2
Sifat fisika
Fase solid
Massa jenis (mendekati suhu kamar) 7.14 g·cm−3
Massa jenis cairan pada t.l. 6.57 g·cm−3
Titik lebur 692.68 K, 419.53 °C, 787.15 °F
Titik didih 1180 K, 907 °C, 1665 °F
Kalor peleburan 7.32 kJ·mol−1
Kalor penguapan 123.6 kJ·mol−1
Kapasitas kalor 25.470 J·mol−1·K−1
Tekanan uap
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T (K) 610 670 750 852 990 1179
Sifat atom
Bilangan oksidasi +2, +1, 0
(oksida amfoter)
Elektronegativitas 1.65 (skala Pauling)
Energi ionisasi
(lebih lanjut)
pertama: 906.4 kJ·mol−1
ke-2: 1733.3 kJ·mol−1
ke-3: 3833 kJ·mol−1
Jari-jari atom 134 pm
Jari-jari kovalen 122±4 pm
Jari-jari van der Waals 139 pm
Lain-lain
Struktur kristal hexagonal
Pembenahan magnetik diamagnetik
Keterhambatan elektris (20 °C) 59.0 nΩ·m
Konduktivitas termal 116 W·m−1·K−1
Ekspansi termal (25 °C) 30.2 µm·m−1·K−1
Kecepatan suara (batang ringan) (suhu kamar) (rolled) 3850 m·s−1
Modulus Young 108 GPa
Modulus Shear 43 GPa
Bulk modulus 70 GPa
Rasio Poisson 0.25
Kekerasan Mohs 2.5
Kekerasan Brinell 412 MPa
Nomor CAS 7440-66-6
Isotop paling stabil
Artikel utama: Isotop dari seng
iso NA Waktu paruh DM DE (MeV) DP
64Zn 48.6% Zn stabil dengan 34 neutron
65Zn syn 243.8 hari ε 1.3519 65Cu
γ 1.1155 -
66Zn 27.9% Zn stabil dengan 36 neutron
67Zn 4.1% Zn stabil dengan 37 neutron
68Zn 18.8% Zn stabil dengan 38 neutron
70Zn 0.6% Zn stabil dengan 40 neutron
72Zn syn 46.5 jam β 0.458 72Ga
· r


Seng (bahasa Belanda: zink), zink, atau timah sari adalah unsur kimia dengan lambang kimia Zn, bernomor atom 30, dan massa atom relatif 65,39. 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 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.[1] Terdapat sekitar dua miliar orang di negara-negara berkembang yang kekurangan asupan seng. Defisiensi ini juga dapat menyebabkan banyak penyakit. Pada anak-anak, defisiensi ini menyebabkan gangguan pertumbuhan, memengaruhi pematangan seksual, mudah terkena infeksi, diare, dan setiap tahunnya menyebabkan kematian sekitar 800.000 anak-anak di seluruh dunia.[1] Konsumsi seng yang berlebihan dapat menyebabkan ataksia, lemah lesu, dan defisiensi tembaga.

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

Karakteristik[sunting | sunting sumber]

Sifat fisik[sunting | sunting sumber]

Seng merupakan logam yang berwarna putih kebiruan, berkilau, dan bersifat diamagnetik. Walau demikian, kebanyakan seng mutu komersial tidak berkilau.[2] Seng sedikit kurang padat daripada besi dan berstruktur kristal heksagonal.Lehto 1968, hlm. 826

Logam ini keras dan rapuh pada kebanyakan suhu, namun menjadi dapat ditempa antara 100 sampai dengan 150 °C.[2] Di atas 210 °C, logam ini kembali menjadi rapuh dan dapat dihancurkan menjadi bubuk dengan memukul-mukulnya.[3] Seng juga mampu menghantarkan listrik. Dibandingkan dengan logam-logam lainnya, seng memiliki titik lebur (420 °C) dan tidik didih (900 °C) yang relatif rendah.[4] Dan sebenarnya pun, titik lebur seng merupakan yang terendah di antara semua logam-logam transisi selain raksa dan kadmium.[4]

Terdapat banyak sekali aloi yang mengandung seng. Salah satu contohnya adalah kuningan (aloi seng dan tembaga). Logam-logam lainnya yang juga diketahui dapat membentuk aloi dengan seng adalah aluminium, antimon, bismut, emas, besi, timbal, raksa, perak, timah, magnesium, kobalt, nikel, telurium, dan natrium.[5] Walaupun seng maupun zirkonium tidak bersifat feromagnetik, aloi ZrZn2 memperlihatkan feromagnetisme di bawah suhu 35 K.

Keberadaan[sunting | sunting sumber]

Kadar komposisi unsur seng di kerak bumi adalah sekitar 75 ppm (0,007%). Hal ini menjadikan seng sebagai unsur ke-24 paling melimpah di kerak bumi.[6] Tanah mengandung sekitar 5–770 ppm seng dengan rata-ratanya 64 ppm. Sedangkan pada air laut kadar sengnya adalah 30 ppb dan pada atmosfer kadarnya hanya 0,1–4 µg/m3.

Sfalerit (ZnS)

Unsur ini biasanya ditemukan bersama dengan logam-logam lain seperti tembaga dan timbal dalam bijih logam. Seng diklasifikasikan sebagai kalkofil, yang berarti bahwa unsur ini memiliki afinitas yang rendah terhadap oksigen dan lebih suka berikatan dengan belerang. Kalkofil terbentuk ketika kerak bumi memadat di bawah kondisi atmosfer bumi awal yang mendukung reaksi reduksi.[7] Sfalerit, yang merupakan salah satu bentuk kristal seng sulfida, merupakan bijih logam yang paling banyak ditambang untuk mendapatkan seng karena ia mengandung sekitar 60-62% seng.

Mineral lainnya juga mengandung seng meliputi smithsonit (seng karbonat), hemimorfit (seng silikat), wurtzit (bentuk seng sulfida lainnya), dan hidrozinkit. Terkecuali wurtzit, kesemua mineral ini terbentuk oleh karena proses cuaca seng sulfida primordial.[7]

Total keseluruhan kandungan seng di seluruh dunia adalah sekitar 1,8 gigaton.[8] Hampir sekitar 200 megatonnya dapat diperoleh secara ekonomis pada tahun 2008.[8] Kandungan besar seng dapat ditemukan di Australia, Kanada, dan Amerika Serikat.[7] Berdasarkan laju konsumsi seng sekarang ini, cadangan seng diperkirakan akan habis antara tahun 2027 sampai dengan 2055.[9][10] Sekitar 346 megaton seng telah ditambang sepanjang sejarahnya sampai dengan tahun 2002. Selain itu, diperkirakan pula sekitar 109 megatonnya masih digunakan.[11]

Isotop[sunting | sunting sumber]

Terdapat lima isotop seng yang dapat ditemukan secara alami. 64Zn merupakan isotop yang paling melimpah (48,63% kelimpahan alami).[12] Isotop ini memiliki waktu paruh yang sangat panjang, 4,3×1018 a,[13] sedemikiannya radioaktivitasnya dapat diabaikan.[14] Demikian pula isotop 70Zn (0,6%) yang berwaktu paruh 1,3×1016 a tidak dianggap sebagai bersifat radioaktif. Isotop-isotop lainnya pula adalah 66Zn (28%), 67Zn (4%) dan 68Zn (19%).

Terdapat pula dua puluh lima radioisotop yang telah berhasil dikarakterisasikan. 65Zn yang berumur paruh 243,66 hari adalah radioisotop yang berumur paling lama, diikuti oleh 72Zn dengan umur paruh 46,5 jam.[12] Seng memiliki 10 isomer inti. 69mZn merupakan isomer yang berumur paruh paling panjang dengan lama waktu 13,76 jam.[12] Superskrip m mengindikasikan suatu isotop metastabil. Inti isotop metastabil berada dalam keadaan tereksitasi dan akan kembali ke keadaan dasarnya dengan memancarkan foton dalam bentuk sinar gama. 61Zn memiliki tiga keadaan tereksitasi dan 73Zn memiliki dua keadaan tereksitasi.[15] Sedangkan isotop 65Zn, 71Zn, 77Zn dan 78Zn semuanya hanya memiliki satu keadaan tereksitasi.[12]

Modus peluruhan yang paling umum untuk isotop seng bernomor massa lebih rendah daripada 64 adalah penangkapan elektron. Produk peluruhan dari penangkapan elektron ini adalah isotop tembaga.[12]

n
30
Zn
+ en
29
Cu

Sedangkan modus peluruhan paling umum untuk isotop seng bernomor massa lebih tinggi daripada 64 adalah peluruhan beta, yang akan menghasilkan isotop galium.[12]

n
30
Zn
n
31
Ga
+ e + νe

Sifat kimiawi[sunting | sunting sumber]

Reaktivitas[sunting | sunting sumber]

Seng memiliki konfigurasi elektron [Ar]3d104s2 dan merupakan unsur golongan 12 tabel periodik. Seng cukup reaktif dan merupakan reduktor kuat..[16] Permukaan logam seng murni akan dengan cepat mengusam, membentuk lapisan seng karbonat, Zn5(OH)6CO3, seketika berkontak dengan karbon dioksida.[17] 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.[18] Seng bereaksi dengan asam, basa, dan non-logam lainnya.[19] 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.[18]

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.[20] 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.[21] Pada larutan akuatik, kompleks oktaherdal, [Zn(H2O)6]2+, merupakan spesi yang dominan.[22] 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.[18] Tiada senyawa seng berkeadaan oksidasi selain +1 dan +2 yang diketahui.[23] Perhitungan teoritis mengindikasikan bahwa senyawa seng dengan keadaan oksidasi +4 sangatlah tidak memungkinkan terbentuk.[24]

Sifat kimiawi seng mirip dengan logam-logam transisi periode pertama seperti nikel dan tembaga. Ia bersifat diamagnetik dan hampir tak berwarna.[25] Jari-jari ion seng dan magnesium juga hampir identik. Oleh karenanya, garam kedua senyawa ini akan memiliki struktur kristal yang sama.[26] Pada kasus di mana jari-jari ion merupakan faktor penentu, sifat-sifat kimiawi keduanya akan sangat mirip.[18] Seng cenderung membentuk ikatan kovalen berderajat tinggi. Ia juga akan membentuk senyawa kompleks dengan pendonor N- dan S-.[25] Senyawa kompleks seng kebanyakan berkoordinasi 4 ataupun 6 walaupun koordinasi 5 juga diketahui ada.[18]

Senyawa seng[sunting | sunting sumber]

Kebanyakan metaloid dan non logam dapat membentuk senyawa biner dengan seng, terkecuali gas mulia. Oksida ZnO merupakan bubuk berwarna putih yang hampir tidak larut dalam larutan netral. Ia bersifat amfoter dan dapat larut dalam larutan asam dan basa kuat.[18] Kalkogenida lainnya seperti ZnS, ZnSe, dan ZnTe memiliki banyak aplikasinya dalam bidang elektronik dan optik.[27] Pniktogenida (Zn3N2, Zn3P2, Zn3As2 dan Zn3Sb2),[28][29] peroksida ZnO2, hidrida ZnH2, dan karbida ZnC2 juga dikenal keberadaannya.[30] Dari keempat unsur halida, ZnF2 memiliki sifat yang paling ionik, sedangkan sisanya (ZnCl2, ZnBr2, dan ZnI2) bertitik lebur rendah dan dianggap lebih bersifat kovalen.[31]

Seng asetat basa

Dalam larutan basa lemah yang mengandung ion Zn2+, hidroksida dari seng Zn(OH)2 terbentuk sebagai endapat putih. Dalam larutan yang lebih alkalin, hidroksida ini akan terlarut dalam bentuk [Zn(OH)4]2-[18] Senyawa nitrat Zn(NO3)2, klorat Zn(ClO3)2, sulfat ZnSO4, fosfat Zn3(PO4)2, molibdat ZnMoO4, sianida Zn(CN)2, arsenit Zn(AsO2)2, arsenat Zn(AsO4)2•8H2O dan kromat ZnCrO4 merupakan beberapa contoh senyawa anorganik seng.[32][33] Salah satu contoh senyawa organik paling sederhana dari seng adalah senyawa asetat Zn(O2CCH3)2.

Senyawa organoseng merupakan senyawa-senyawa yang mengandung ikatan kovalen seng-karbon. Dietilseng ((C2H5)2Zn) merupakan salah satu reagen dalam kimia sintesis. Senyawa ini pertama kali dilaporkan pada tahun 1848 dari reaksi antara seng dengan etil iodida dan merupakan senyawa yang pertama kali diketahui memiliki ikatan sigma logam-karbon.[34] Dekametildizinkosena mengandung ikatan seng-seng kovalen yang kuat pada suhu kamar.[35]

Peran hayati[sunting | sunting sumber]

Zink atau unsur seng memiliki peran fisiologi yang penting bagi berbagai proses metabolisme. Peran yang umum adalah keterlibatan zink sebagai kofaktor pada protein pengatur ekspresi gen dan sebagai enzim penyunting DNA. Kelas protein-protein yang menambat DNA dan memakai zink sebagai stabilisator ini dikenal sebagai protein jemari zink.

Defisiensi (kekurangan) zink memberi efek signifikan bagi tumbuhan. Bagi tumbuhan darat, zink di tanah berperan sebagai hara mikro yang penting dan diketahui 50% tanah pertanian dunia mengalami defisiensi zink pada berbagai derajat. Pemupukan zink pada lahan demikian memberikan efek yang signifikan. Gejala kekurangan zink pada tumbuhan berbeda-beda, tetapi biasanya ditandai dengan kekerdilan dan daun yang memiliki bagian yang tembus pandang, biasanya di pangkal daun[36]. Pengujian tanah diperlukan untuk konfirmasi.

Manusia yang kekurangan zink mengalami gejala-gejala "hipozinkemia". Orang yang mengalami kekurangan zink dapat terkena diare dan malfungsi organ. Kemunduran dalam daya ingat dan reaksi indera juga terjadi. Kemunculan jerawat juga diketahui terkait dengan defisiensi zink. Ketombe dapat muncul karena sel-sel kulit kekurangan zink. Zink diperlukan dalam produksi testosteron.

Gallery[sunting | sunting sumber]

Referensi[sunting | sunting sumber]

  1. ^ a b Hambidge, K. M. and Krebs, N. F. (2007). "Zinc deficiency: a special challenge". J. Nutr. 137: 1101. PMID 17374687. 
  2. ^ a b Heiserman 1992, hlm. 123
  3. ^ Scoffern, John (1861). The Useful Metals and Their Alloys. Houlston and Wright. hlm. 591–603. Diakses 2009-04-06. 
  4. ^ a b "Zinc Metal Properties". American Galvanizers Association. 2008. Diakses 2009-02-15. 
  5. ^ Ingalls, Walter Renton (1902). Production and Properties of Zinc: A Treatise on the Occurrence and Distribution of Zinc Ore, the Commercial and Technical Conditions Affecting the Production of the Spelter, Its Chemical and Physical Properties and Uses in the Arts, Together with a Historical and Statistical Review of the Industry. The Engineering and Mining Journal. hlm. 142–146. 
  6. ^ Emsley 2001, hlm. 503
  7. ^ a b c Greenwood 1997, hlm. 1202
  8. ^ a b Tolcin, A. C. (2009). "Mineral Commodity Summaries 2009: Zinc" (PDF). United States Geological Survey. Diakses 2008-11-25. 
  9. ^ Cohen, David (2007). "Earth audit". New Scientist 194: 8. doi:10.1016/S0262-4079(07)61315-3. 
  10. ^ "Augsberg University Calculate When Our Materials Run Out". IDTechEx. 2007-06-04. Diakses 2008-12-09. 
  11. ^ Gordon, R. B.; Bertram, M.; Graedel, T. E. (2006). "Metal stocks and sustainability". Proceedings of the National Academy of Sciences 103: 1209. doi:10.1073/pnas.0509498103. PMC 1360560. PMID 16432205. 
  12. ^ a b c d e f NNDC contributors (2008). In Alejandro A. Sonzogni (Database Manager). "Chart of Nuclides". Upton (NY): National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Diakses 2008-09-13. 
  13. ^ CRC 2006, hlm. 11-70
  14. ^ NASA contributors. "Five-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Data Processing, Sky Maps, and Basic Results" (PDF). NASA. Diakses 2008-03-06. 
  15. ^ Audi, Georges (2003). "The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties". Nuclear Physics A (Atomic Mass Data Center) 729: 3–128. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. 
  16. ^ CRC 2006, hlm. 8-29
  17. ^ Porter, Frank C. (1994). Corrosion Resistance of Zinc and Zinc Alloys. CRC Press. hlm. 121. ISBN 0824792130. 
  18. ^ a b c d e f g Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils; (1985). "Zink". Lehrbuch der Anorganischen Chemie (dalam bahasa German) (ed. 91–100). Walter de Gruyter. hlm. 1034–1041. ISBN 3110075113. 
  19. ^ Hinds, John Iredelle Dillard (1908). Inorganic Chemistry: With the Elements of Physical and Theoretical Chemistry (ed. 2nd). New York: John Wiley & Sons. hlm. 506–508. 
  20. ^ Ritchie, Rob (2004). Chemistry (ed. 2nd). Letts and Lonsdale. hlm. 71. ISBN 1843154382. 
  21. ^ Jaffe, Howard W. (1996). Crystal Chemistry and Refractivity. Courier Dover Publications. hlm. 31. ISBN 048669173X. 
  22. ^ Burgess, John (1978). Metal ions in solution. New York: Ellis Horwood. hlm. 147. 
  23. ^ Brady, James E.; Humiston, Gerard E.; Heikkinen, Henry (1983). General Chemistry: Principles and Structure (ed. 3rd). John Wiley & Sons. hlm. 671. ISBN 047186739X. 
  24. ^ Kaupp M.; Dolg M.; Stoll H.; Von Schnering H. G. (1994). "Oxidation state +IV in group 12 chemistry. Ab initio study of zinc(IV), cadmium(IV), and mercury(IV) fluorides". Inorganic chemistry 33: 2122. doi:10.1021/ic00088a012. 
  25. ^ a b Greenwood 1997, hlm. 1206
  26. ^ CRC 2006, hlm. 12-11–12
  27. ^ "Zinc Sulfide". American Elements. Diakses 2009-02-03. 
  28. ^ Grolier contributors (1994). Academic American Encyclopedia. Danbury, Connecticut: Grolier Inc. hlm. 202. ISBN 0717220532. 
  29. ^ "Zinc Phosphide". American Elements. Diakses 2009-02-03. 
  30. ^ Shulzhenko, A. A.; Ignatyeva, I. Yu.; Osipov, A. S.; Smirnova, T. I. (2000). "Peculiarities of interaction in the Zn–C system under high pressures and temperatures". Diamond and Related Materials 9: 129. doi:10.1016/S0925-9635(99)00231-9. 
  31. ^ Greenwood 1997, hlm. 1211
  32. ^ Rasmussen, J. K.; Heilmann, S. M. (1990). "In situ Cyanosilylation of Carbonyl Compounds: O-Trimethylsilyl-4-Methoxymandelonitrile". Organic Syntheses, Collected Volume] 7: 521. 
  33. ^ Perry, D. L. (1995). Handbook of Inorganic Compounds. CRC Press. hlm. 448–458. ISBN 0849386713. 
  34. ^ Frankland, E. (1850). "On the isolation of the organic radicals". Quarterly Journal of the Chemical Society 2: 263. doi:10.1039/QJ8500200263. 
  35. ^ Resa, I.; Carmona, E.; Gutierrez-Puebla, E.; Monge, A. (2004). "Decamethyldizincocene, a Stable Compound of Zn(I) with a Zn-Zn Bond". Science 304: 1136. doi:10.1126/science.1101356. PMID 15326350. 
  36. ^ D.G. Westfall and T.A. Bauder. Zinc and Iron Deficiencies.