Skip to content

Unsur dan Senyawaan Belerang

September 14, 2012

BAB I PENDAHULUAN

 

 

BAB II TURUNAN BELERANG

 

Sulfur Dioksida (SO2)

Pembuatan komersial SO2

  • Pembakaran belerang dari batu bara

S(s) + O2(g)  → SO2

 

  • Pembakaran bijih logam yang mengandung

4 FeS + 11O2   → 2 Fe2O3  + SO2

 

  • Anhidrit CaSO4

CaSO4  + 2C →2CO2 + 4SO2

 

Suatu cara untuk menghilangkan SOyaiutu mengalirkan gas SO2 melalui kapur

  • CaCO3  +  SO2(g)  → CaSO3(aq) + CO2(g)

     SO3 dan H2SO4

      SO3(g)  dibuat dengan cara oxidasi SO2

  • SO2(g) + O2(g)     →  SO3(g)
  • ·         SO3(g) + H2O(l)    →     H2SO4(aq)

 

 

 

 

Asam Sulfat ( H2SO4)

              Asam sulfat sangat korosif dan reaksi hidrasi dengan air sangat eksotermis. Selalu tambahkan asam ini ke air untuk mengencerkannya, jangan sekali-kali menuang air ke dalam asam sulfat. Asam sulfat juga sangat kuat sebagai dehidrator dan harus dilakukan dengan sangat hati-hati. Asam sulfat murni mempunyai sifat hantaran listrik yang signifikan sebagai akibat sifat swaionisasi menurut persamaan reaksi :

2H2SO4(l) → H2O(H2SO4) + H2S2O7(H2SO4)

H2O(H2SO4) + H2SO4(l)  H3O+ (H2SO4) + HSO4 (H2SO4)

H2O(H2SO4) + H2S2O7(H2SO4) → H3O+ (H2SO4) + HS2O7 (H2SO4)

Sifat korosif asam sulfat dapat merusak benda-benda dari logam, karena logam akan teroksidasi baik dengan asam sulfat encer maupun pekat. Contoh reaksi logam dengan asam sulfat encer,

Mg(s) + H2SO4(aq) → MgSO4(aq) + H2(g)

Reaksi logam dengan asam sulfat pekat,                   

Mg(s) + H2SO4(aq) → MgSO4(aq) + SO2(g) + H2O(l)

Asam sulfat pekat dapat menarik molekul air dari senyawa-senyawa lain dalam proses dehidrasi. Ketika asam sulfat pekat diteteskan ke kertas tissue, akan terjadi dehidrasi dan kertas itu menjadi gosong, warnanya menjadi hitam karena terbentuk arang dan berlubang-lubang.

Biasanya asam sulfat dipikirkan hanya sebagai asam saja, namn sesungguhnya asam sulfat dapat bereaksi menurut lima cara yang berbeda, yaitu sebagai suatu asam, pengering terhadap air, pengoksidasi, agen sulfonasi dan sebagai suatu basa.

Asam sulfat sebagai suatu asam

 Asam sulfat encer sering digunakan sebagai suatu asam. Asam sulfat encer adalah asam kuat diprotik membentuk dua anion, ion hidrogen sulfat, H2O4 dan ion sulfat, SO42-, menurut persamaan ionisasi sebagai berikut :

H2SO4(aq)+ H2O(l) → H3O+(aq) + HSO4(aq)

HSO4(aq) )+ H2O(l)→ H3O+(aq) + SO42-(aq)

Persamaan keseimbangan pertama terletak jauh lebih menggeser ke arah kanan daripada persamaan keseimbangan ke dua. Jadi spesies yang dominan dalam larutan encer asam sulfat adalah ion hidronium, H3O+ dan ion hidrogen sulfat, HSO4.

 Asam sulfat sebagai pengering terhadap air

Asam sulfat pekat mempunyai kemampuan melenyapkan komponen air dari struktur formula suatu senyawa. Sebagai contoh, gula dapat diubah menjadi karbon dan air oleh asam sulfat melalui suatu reaksi eksotermik yang spektakuler sebagai berikut :

C12H22O11(s) + H2O(l)→ 12 C(s) + 11 H2O(g) + H2SO4(aq)

Fungsi asam sulfat yang demikian ini sangat penting dalam banyak reaksi kmia organik. Sebagai contoh, penambahan asam sulfat pekat pada etanol akan menghasilkan etena, C2H4 , atau etoksietena atau dietil eter , (C2H5)2O, bergantung pada kondisi reaksi yang bersangkutan menurut persamaan reaksi :

C2H5OH(l) + H2SO4(aq) →  C2H5OSO3H(aq) + H2O(l)

C2H5OSO3H(aq)   →   C2H4(g) + H2SO4(aq) ( dalam asam berlebih )

C2H5OSO3H(aq)   + C2H5OH(l)  → (C2H5)2O(l)  + H2SO4(aq) (dalam etanol berlebih)

 

Asam sulfat sebagai pengoksidasi

Walaupun asam sulfat bukan oksidator sekuat asam nitrat, namun asam sulfat pekat-panas merupakan agen pengoksidasi yang baik. Sebagai contoh, asam sulfat pekat-panas bereaksi dengan logam tembaga menghasilkan ion tembaga (II) dan asam sulfat tereduksi menjadi belerang dioksida dan air menurut persamaan reaksi redoks :

Cu(s) →  Cu2+(aq) + 2 e

2 H2SO4(aq) + 2 →  SO2(g)  + 2H2O(l) + SO42-(aq)

Asam sulfat sebagai agen sulfonasi

Asam sulfat pekat mempunyai kemampuan menggantikan satu atom hidrogen dalam suatu senyawa organik dengan gugus asam sulfonik,-SO3H, seperti contoh berikut ini :

2H2SO4(aq) +  CH3C6H5(l)  →   CH3C6H4SO3H(s)  +  H2O(l)

Asam sulfat sebagai suatu basa

Suatu asam Bronsted-Lowry hanya dapat bertindak sebagai basa apabila ditambahkan pada suatu donor proton yang lebih kuat. Asam sulfat adalah asam yang kuat, oleh karena itu hanya asam yang sangat lebih kuat saja seperti asam fluorosulfonat yang mampu memaksa asam sulfat bertindak sebagai basa menurut persamaan reaksi :

H2SO4(aq) + HSO3F(l) →   H3SO4+ (H2SO4) + SO3F(H2SO4)

 

 

 

 

Pembuatan Asam Sulfat (Proses Kontak)

Pembuatan asam sulfat menurut proses kontak industri lainnya yang berdasarkan reaksi kesetimbangan yaitu pembuatan asam sulfat yang dikenal dengan proses kontak. Reaksi yang terjadi dapat diringkas sebagai berikut:

a. Belerang dibakar dengan udara membentuk belerang dioksida

 

b. Belerang dioksida dioksidasi lebih lanjut menjadi belerang trioksida.

 

c. Belerang trioksida dilarutkan dalam asam sulfat pekat membentuk asam pirosulfat.

 

d. Asam pirosulfat direaksikan dengan air membentuk asam sulfat pekat.

 

Tahap penting dalam proses ini adalah reaksi (2). Reaksi ini merupakan reaksi kesetimbangan dan eksoterm. Sama seperti pada sintesis amonia, reaksi ini hanya berlangsung baik pada suhu tinggi. Akan tetapi pada suhu tinggi justru kesetimbangan bergeser ke kiri. Pada proses kontak digunakan suhu sekitar 500oC dengan katalisator V2O5. Sebenarnya tekanan besar akan menguntungkan produksi SO3, tetapi penambahan tekanan ternyata tidak diimbangi penambahan hasil yang memadai. Oleh karena itu, pada proses kontak tidak digunakan tekanan besar melainkan tekanan normal, 1 atm. Dalam industri kimia, jika campuran reaksi kesetimbangan mencapai kesetimbangan maka produk reaksi tidak bertambah lagi. Akan tetapi produk reaksinya diambil atau disisihkan, maka akan menghasilkan lagi produk reaksi.

 

Amonia yang terbentuk dipisahkan dari campuran kesetimbangan dengan cara pencarian dari gas nitrogen di daur ulang ke wadah reaksi untuk menghasilkan produk reaksi. Dari proses kontak ini lalu akan terbentuk asam sulfat pekat dgn kadar 98%

 

 

 

 

 

 

 

 

BAB III PERANAN  BELERANG DALAM SENYAWA KARBON

 

Terdapat asam amino yang mengandung belerang, yaitu Sisteina. Sisteina merupakan asam amino bukan esensial bagi manusia yang memiliki atom S, bersama-sama dengan metionina. Atom S ini terdapat pada gugus tiol (dikenal juga sebagai sulfhidril atau merkaptan). Karena memiliki atom S, sisteina menjadi sumber utama dalam sintesis senyawa-senyawa biologis lain yang mengandung belerang. Sisteina dan metionina pada protein juga berperan dalam menentukan konformasi protein karena adanya ikatan hidrogen pada gugus tiol.

Sisteina mudah teroksidasi oleh oksigen dan membentuk sistina, senyawa yang terbentuk dari dua molekul sisteina yang berikatan pada atom S masing-masing. Reaksi ini melepas satu molekul air (reaksi dehidrasi).

                               

Sumber utama sisteina pada makanan adalah cabaibawang putihbawang bombaybrokolihaver, dan inti bulir gandum (embrio). L-sistein juga diproduksi secara industri melalui hidrolisis rambut manusia dan babi serta bulu unggas, namun sejak tahun 2001 juga telah dapat diproduksi melalui fermentasi mikroorganisme.

Pada manusia, protein yang mengandung belerang terdapat pada kulit, ambut, dan bulu. Indikasi dari proetein tersebut ialah jika terbakar, mengeluarkan bau sangit.

 

 

 

Serat wol dari domba juga banyak mengandung sisteina. Bagi domba, sisteina esensial yang harus dipasok dari rumput-rumputan yang dimakannya. Karena itu, jika rumput tidak tersedia domba tidak memproduksi wol. Namun demikian, domba transgenik yang memiliki enzim penghasil sisteina (dari metionin) telah berhasil dikembangkan sehingga ketergantungan akan rumput menjadi berkurang.

 

Permanent Waving

Proses permanent waving rambut merupakan pemutusan ikatan S-S menghasilkan gugus –SH. Kemudian rambut yang tidak teratur ditata kembali dengan alat pengeriting (roll rambut), ditambah oksidator, misalnya hidrogen peroksida. Proses ini akan membuat ikatan S-S terbentuk kembali sehingga menghasilkan tatanan rambut yang baru.

 

Pembuatan Lipatan Pantalon atau Rok

            Pembuatan Lipatan Pantalon merupakan proses penyusunan ulang ikatan disulfida. Protein dalam wol distabilkan oleh ikatan hidrogen yang menjembatani rantai Polipeptida. Bahan pakaian diberi zat pereduksi kemudian dipanaskan. Setelah itu iberi uap air yang akan memecah ikatan hidrogen dalam serat pakaian. Kemudian terjadi penyusunan ulang ikatan S-S secara simultan.

 

Vulkanisasi Karet

Belerang juga digunakan untuk proses vulkanisasi karet. Karet merupakan hasil bumi yang bila diolah dapat menghasilkan berbagai macam produk yang amat dibutuhkan dalam kehidupan. Teknologi karet sendiri semakin berkembang dan akan terus berkembang seiring berjalannya waktu dan akan semakin banyak produk yang dihasilkan dari industri ini. Ada dua jenis karet yang biasa digunakan dalam industri yaitu karet alam dan karet sintesis. Karet alam (natural rubber) merupakan air getah dari tumbuhan Hevea brasiliensis, yang merupakan polimer alam dengan monomer isoprena, sedangkan karet sintetis sebagian besar dibuat dengan mengandalkan bahan baku minyak bumi.

Saat ini jumlah produksi dan konsumsi karet alam jauh di bawah karet sintetis. Kedua jenis karet ini memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Karet alam memiliki daya elastis atau daya lenting yang sempurna, memiliki plastisitas yang baik, tidak mudah panas dan memiliki daya tahan yang tinggi terhadap keretakan. Karet sintetis lebih tahan terhadap berbagai bahan kimia dan harganya relatif stabil. Contoh karet sintetis yang banyak digunakan yaitu styrene butadiene rubber (SBR).

Untuk mengubah sifat fisik dari karet dilakukan proses vulkanisasi. Vulkanisasi adalah proses pembentukan ikatan silang kimia dari rantai molekul yang berdiri sendiri, meningkatkan elastisitas dan menurunkan plastisitas. Suhu adalah faktor yang cukup penting dalam proses vulkanisasi, namun tanpa adanya panas pun karet tetap dapat divulkanisasi.

Proses Vulkanisasi

Sejak Goodyear melakukan percobaan memanaskan karet dengan sejumlah kecil sulfur, proses ini menjadi metode terbaik dan paling praktis untuk merubah sifat fisik dari karet. Proses ini disebut vulkanisasi. Fenomena ini tidak hanya terjadi pada karet alam, namun juga pada karet sintetis. Telah diketahui pula bahwa baik panas maupun sulfur tidak menjadi faktor utama dari proses vulkanisasi. Karet dapat divulkanisasi atau mengalami proses curing tanpa adanya panas. Contohnya dengan bantuan sulfur klorida. Banyak pula bahan yang tidak mengandung sulfur tapi dapat memvulkanisasi karet. Bahan ini terbagi dua yaitu oxidizing agents seperti selenium, telurium dan peroksida organik. Serta sumber radikal bebas seperti akselerator, senyawa azo dan peroksida organik.

Banyak reaksi kimia yang berhubungan dengan vulkanisasi divariasikan, tetapi hanya melibatkan sedikit atom dari setiap molekul polimer. Definisi dari vulkanisasi dalam kaitannya dengan sifat fisik karet adalah setiap perlakuan yang menurunkan laju alir elastomer, meningkatkan tensile strength dan modulus serta preserve its extensibility. Meskipun vulkanisasi terjadi dengan adanya panas dan sulfur, proses itu tetap berlangsung secara lambat. Reaksi ini dapat dipercepat dengan penambahan sejumlah kecil bahan organik atau anorganik yang disebut akselerator. Untuk mengoptimalkan kerjanya, akselerator membutuhkan bahan kimia lain yang dikenal sebagai aktivator, yang dapat berfungsi sebagai aktivator adalah oksida-oksida logam seperti ZnO.

Vulkanisasi dapat dibagi menjadi dua kategori, vulkanisasi nonsulfur dengan peroksida, senyawa nitro, kuinon atau senyawa azo sebagai curing agents; dan vulkanisasi dengan sulfur, selenium atau telurium.

 

Bahan-bahan tambahan

Akselerator :

Hingga tahun 1900-an, vulkanisasi karet masih merupakan proses yang lambat, sehingga lebih banyak sulfur yang digunakan daripada jumlah optimumnya. Waktu curing beberapa jam, oleh karena itu dibutuhkan bahan yang mampu mempercepat proses vulkanisasi. Kalsium, magnesium atau seng oksida (akselerator anorganik) dapat mempercepat proses vulkanisasi. Industri karet mengalami perubahan besar ketika diperkenalkan akselerator organik untuk vulkanisasi. Diantaranya ialah senyawa-senyawa yang mengandung sulfur seperti tiourea, tiofenol, merkaptan, ditiokarbamat, tiuram disulfida ditambah akselerator nonsulfur seperti urea. Selain dengan cara mengawali pembentukan radikal bebas atau dengan mengikat proton, beberapa akselerator dapat bekerja dengan bantuan panas. Beberapa akselerator memerlukan aktivator dalam kerjanya.

 

Aktivator :

Keberadaan oksida logam atau garam dari kalsium, seng atau magnesium diperlukan untuk mencapai efek penuh dari hampir semua jenis akselerator. Kelarutan dari bahan sangat penting. Oleh karena itu, oksida-oksida logam banyak digunakan bersama asam organik seperti asam stearat atau sabun dari logam yang digunakan (stearat, laurat). Disamping kebutuhan akan aktivator, dengan akselerator seperti merkaptobenzotiazol, adanya oksida logam menjadi sangat penting dalam menentukan jenis reaksi ikatan silang yang terjadi. Ikatan yang terbentuk adalah jembatan ion yang kuat yang terbentuk ketika vulkanisasi.

 

Bahan Pengisi (filler) : 

Vulkanisat dengan komposisi karet, sulfur, akselerator, aktivator dan asam organik relatif bersifat lembut. Nilainya dalam industri modern pun relatif rendah. Untuk memperbaiki nilai di industri perlu ditambahkan bahan pengisi. Penambahan ini meningkatkan sifat-sifat mekanik seperti tensile strength, stiffness, tear resistance, dan abrasion resistance. Bahan yang ditambahkan disebut reinforcing fillers dan perbaikan yang ditimbulkan disebutreinforcement. Hanya sedikit bahan pengisi yang bersifat memperbaiki satu atau dua sifat karet alam. Sementara yang lainnya melemahkan vulkanisat pada satu atau dua sifat. Bahan tersebut dikenal sebagai inert fillers. Kemampuan filler untuk memperbaiki sifat vulkanisat dipengaruhi oleh sifat alami filler, tipe elastomer dan jumlah filler yang digunakan. Komposisi kimia dari filler menentukan kemampuan kerja dari filler. Karbon hitam adalah filler yang paling efisien meskipun ukuran partikel, kondisi permukaan dan sifat lain dapat dikombinasikan secara luas. Sifat elastomer juga turut menentukan daya kerja dari filler. Bahan yang baik untuk memperbaiki sifat karet tertentu, belum tentu bekerja sama baiknya untuk jenis karet lain. Peningkatan jumlah filler menyebabkan perbaikan sifat vulkanisat. Karbon hitam adalah satu-satunya bahan murah yang dapat memperbaiki ketiga sifat penting vulkanisat yaitu tensile strengthtear resistance danabrasion resistance.

 

Uji Kualitatif untuk Senyawa Belerang

SO2:

            SO2 merupakan gas tak berwarna yang dapat menghilangkan warna larutan Fuksin atau mengubaj kertas saring yang telah dibasahi dengan Kaliumdikromat menjadi biru. Larutan fuksin adalah zat warna tri-Fenil Metana.

 

 

SO32-

            Ion sulfit dapat dideteksi dengan larutan Barium Klorida menghasilkan endapan putih yang larut dalam HCl encer.

BaCl2(aq) + SO32-(aq) à BaSO3(s) ↓(putih) + 2Cl(aq)

BaSO3(s) +  HCl(aq) à BaCl2(aq) + H2O(l) + SO2(g)

 

 

SO42-

Ion sulfat dapat dideteksi dengan larutan Barium Klorida menghasilkan endapan putih yang tidak larut dalam HCl encer.

BaCl2(aq) + SO42-(aq) à BaSO4(s) ↓(putih) + 2Cl(aq)

 

S2-

            Ion Sulfida baunya seperti telur busuk. Sulfida dengan kertas yang dibasahi dengan Pb-asetat akan membuat kertas tersebur menjadi hitam karena terbentuk PbS.

Pb(CH3COO)2 + S2- à PbS ↓ (hitam) + 2CH3COO

 

 

DAFTAR PUSTAKA

 

http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/kimia_material/vulkanisasi_karet/

 

http://www.lookchem.com/Carbol-fuchsin/

 

http://www.wacker.com/cms/en/productsmarkets/products/product.jsp?product=9372

http://www.scribd.com/doc/44204417/Pembuatan-Asam-Sulfat

From → Kimia Anorganik

Tinggalkan sebuah Komentar

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: