Kelimpahan dan Penambangan Unsur Titanium

PENDAHULUAN

Titanium merupakan unsur kimia yang memiliki nomor atom 22 dan lambang unsur Pt. dalam tabel periodik unsur, titanium terletak pada golongan 4 atau IVB dan periode 4.

Paduan dari unsur titanium memiliki aplikasi industri yang sangat luas. Hal ini disebabkan, unsur Titanium mampu membentuk paduan dengan sebagaian besar logam termasuk besi, aluminium, mangan, dan molibdenum. Beberapa keunggulan paduan unsur titanium adalah memiliki kekuatan tarik tinggi, ringan, dan dapat tahan terhadap suhu ekstrem. Karena sifat inilah paduan titanium dapat diaplikasikan di pesawat terbang, mesin jet, dan rudal atau misil,serta berbagai wahana antariksa.

Selain kuat dan ringan, titanium juga memiliki ketahanan yang tinggi terhadap korosi air laut, sehingga digunakan untuk melindungi bagian-bagian kapal yang sering terkena air garam. Diperkirakan unsur titanium hanya akan mengalami korosi setebal selembar kertas setelah 4.000 tahun terendam dalam air laut.

Selain itu, titanium digunakan untuk menggabungkan dan menghilangkan jejak oksigen dan nitrogen dari lampu pijar. Selain unsur murni, senyawa titanium, terutama titanium dioksida dan titanium tetraklorida, memiliki banyak kegunaan. Kegunaan senyawa dari unsur Titanium dibahas pada topik senyawa-senyawa titanium.

Titanium ditemukan pada 1790 oleh ahli kimia Inggris William Gregor. Lima tahun kemudian, yakni pada tahun 1795, Klaproth mengkonfirmasi temuan Gregor. Setelah melakukan penelitian (penyelidikan) secara mendalam, Klaproth menamakan unsur kimia temuan Gregor itu sebagai Titanium. Nama ini diambil dari kata titan, dalam mitologi Yunani. Titans artinya dewa-dewa Bumi.

Walaupun sudah lama ditemukan, namun logam tersebut belum terisolasi dalam bentuk murni. Logam Titanium dalam bentuk murni pertama kali disiapkan pada tahun 1910, oleh ahli metalurgi Matthew Hunter dari Schenectady, New York. Hunter menyiapkan logam murni titanium dengan cara mereduksi titanium tetraklorida menggunakan natrium.

 

ISOTOP DAN ALOTROP

Secara alami terdapat 5 isotop titanium yakni  ⁴⁶Ti  sampai  ⁵⁰Ti. Jumlah isotop terbanyak di alam adalah  ⁴⁸Ti  dengan kelimpahan 73,8%.

Terdapat dua bentuk alotropi titanium yaitu bentuk alfa dan bentuk beta. Bentuk alfa memiliki struktur kristal heksagonal dan stabil hingga suhu 882 °C. Pada suhu di atas 882 °C bentul alfa mulai berubah secara perlahan menjadi bentuk beta. Bentuk beta memiliki struktur kristal kubik berpusat badan.

Meskipun jumlah elektron valensi dan berada pada golongan yang sama dengan unsur zirconium dalam tabel periodik unsur, keduanya memiliki banyak perbedaan sifat kimia dan fisika yang sangat mencolok.

 KELIMPAHAN

Kelimpahan titanium di kerak bumi adalah 0,565%. Titanium juga telah terdeteksi pada bebatuan di bulan dan meteorit. Titanium oksida telah terdeteksi dalam spektrum bintang tipe-M dan ruang antarbintang. Titanium juga dapat ditemukan pada tanaman, hewan, telur, dan susu.

Di alam titanium ditemukan dalam beberapa mineral. Beberapa mineral titanium disajikan pada tabel di bawah ini. Selain itu, Titanium juga ditemukan dalam sejumlah bijih besi.

Nama Mineral	Rumus Mineral	Gambar
Rutile	TiO2
Ilmenite	FeTiO3
Geikielite	MgTiO3
Perovskite	CaTiO3
Titanite atau Sphene	CaTiSiO4 (O, OH, F)

 

TAMBANG

Unsur titanium sulit diproduksi karena kecenderungan untuk bereaksi dengan oksigen, nitrogen, dan kelembaban pada suhu tinggi. Secara komersial, unsur Titanium dengan kemurnian paling tinggi dapat diproduksi melalui proses Kroll, dengan bahan dasar titanium tetraklorida.

Dalam proses Kroll, titanium tetraklorida direduksi menggunakan magnesium dalam bejana baja ringan pada suhu sekitar 800 °C. Proses reduksi ini berlangsung dalam atmosfer gas helium atau gas argon yang bersifat inert (lembam).

Reaksi bersih yang terjadi dalam proses Kroll dapat ditulis sebagai berikut:

TiCl₄ + 2Mg → Ti + 2MgCl₂

 

Reaksi di atas sangat eksotermik sehingga melepaskan sejumlah besar panas. Hal ini sangat menguntungkan, karena menyediakan panas yang dibutuhkan untuk mempertahankan suhu tinggi yang diperlukan untuk reaksi. Logam natrium dapat digunakan sebagai pengganti magnesium dalam mengurangi titanium tetraklorida secara termal.

Logam titanium juga dapat diproduksi dengan menggunakan metode elektrolitik, terhadapa campuran campuran titanium tetraklorida dan klorida unsur-unsur alkali tanah.

Selain itu, titanium murni dapat dibuat dari elektrolisis titanium dioksida dalam rendaman logam kalsium, magnesium, atau logam alkali. Garam logam alkali atau logam alkali lainnya dapat disubstitusi dengan halida dalam rendaman ini.

Logam titanium dengan kemurnian tinggi, dapat dibuat dalam jumlah kecil dengan cara dekomposisi uap titanium tetraiodida (TiI₄) murni, pada kawat panas di bawah tekanan rendah. Metode pembuatan titanium ini disebut sebagai metode Van Arkel-de Boer.

 

SUMBER RUJUKAN

- Pradyot Patnaik, Ph.D. 2001. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill.

- Wikipedia. Titanium. (en.wikipedia.org/wiki/Titanium) diakses pada Jumat, 18 September 2020.