Makalah belerang

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Belerang atau Sulfur adalah unsure kimia dalam SPU yang memiliki lambing S dan nomor atom 16. Belerang merupakan unsur non-logam yang tidak berasa. Belerang, dalam bentuk aslinya, adalah sebuah zat padat kristalin kuning. Di alam, belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau sebagai mineral-mineral sulfida dan sulfat. Belerang adalah unsur penting untuk kehidupan dan ditemukan dalam 2 asam amino.

Belerang di Indonesia banyak terdapat bebas di daerah gunung berapi. Selain terdapat sebagai unsur bebas, juga terdapat dalam bentuk senyawa logam dalam bijih belerang. Belerang digunakan terutama untuk membuat asam sulfat. Pada industri ban, belerang digunakan untuk vulkanisasi karet yang bertujuan agar ban bertambah ketegangannya serta kekuatannya. Selain itu belerang juga digunakan dalam pembuatan  pupuk, bubuk mesiu, korek api, insektisida, dan fungisida.

 Sebagai bagian dari ilmu kimia, kimia anorganik mempelajari berbagai macam kriteria dari belerang itu sendiri, mulai dai pengertian,sumber, hingga siklus belerang. Dengan tujuan agar kita tahu memanfaatkan belerang sesuai dengan sifatnya, sehingga tidak merugikan makhluk hidup khususnya manusia.

B. Rumusan Masalah

1. Bagaimana kelimpahan belerang di alam?

2. Bagaimana sifat belerang?

3. Apa sajakah kegunaan belerang bagi kehidupan?

4. Bagaimana cara pengekstrasian belerang?

5. Bagaimana sifat dan cara pembuatan senyawa-senyawa belerang?

6. Bagaimana siklus belerang?

7. Dampak apa yang ditimbulkan dari pemakaian belerang?

C. Tujuan

1. Untuk mengetahui kelimpahan belerang di alam

2. Untuk mengetahui sifat belerang

3. Untuk mengetahui kegunaan belerang

4. Untuk mengetahui cara pengekstrasian belerang

5. Untuk mengetahui sifat persenyawaan belerang serta pembuatannya

6. Untuk mengetahui siklus belerang

7. Untuk mngetahui dampak yang ditumbulkan dari penggunaan belerang

BAB II

PEMBAHASAN

A.      KELIMPAHAN BELERANG

Belerang atau sulfur adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang S dan nomor atom 16. Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa, tak berbau dan multivalent. Belerang dalam bentuk aslinya, adalah sebuah zat padat kristalin kuning. Di alam, belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau sebagai mineral- mineral sulfida dan sulfat. Ia adalah unsur penting untuk kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino. Penggunaan komersilnya terutama dalam fertilizer namun juga dalam bubuk mesiu, korek api, insektisida dan fungisida.

Pada mulanya unsur ini disebut brimsone yang berarti batu yang mudah terbakar. Belerang juga terdapat dalam gas alam, minyak bumi, dan batu bara. Dalam keadaan bebas, umumnya belerang terdapat di daerah gunung berapi. Adapun dalam bentuk senyawanya, belerang ditemukan dalam bentuk mineral sulfida, seperti besi sulfida (FeS₂), gips (CaSO₄.2H₂O), dan seng sulfida (ZnS). Belerang terkandung dalam gas alam seperti H₂S dan SO₂.

B.     SIFAT BELERANG

Nama, Lambang, Nomor atom	sulfur, S, 16
Deret kimia	nonmetals
Golongan, Periode, Blok	16, 3, p
Penampilan	Kuning lemon
Massa atom	32.065(5)  g/mol
Konfigurasi elektron	[Ne] 3s2 3p4
Jumlah elektron tiap kulit	2, 8, 6
Ciri-ciri fisik
Fase	solid
Massa jenis (sekitar suhu kamar)	(alpha) 2.07 g/cm³
Massa jenis (sekitar suhu kamar)	(beta) 1.96 g/cm³
Massa jenis (sekitar suhu kamar)	(gamma) 1.92 g/cm³
Massa jenis cair pada titik lebur	1.819 g/cm³
Titik lebur	388.36K (115.21 °C, 239.38 °F)
Titik didih	717.8K (444.6 °C, 832.3 °F)
Titik kritis	1314 K, 20.7 MPa
Kalor peleburan	(mono) 1.727 kJ/mol
Kalor penguapan	(mono) 45 kJ/mol
Kapasitas kalor	(25 °C) 22.75 J/(mol·K)
Tekanan uap P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k pada T/K 375 408 449 508 591 717
Ciri-ciri atom
Struktur kristal	Orthorhombic
Bilangan oksidasi	−1, ±2, 4, 6 (strongly acidic oxide)
Elektronegativitas	2.58 (skala Pauling)
Energi ionisasi (detail)	ke-1: 999.6 kJ/mol
	ke-2: 2252 kJ/mol
	ke-3: 3357 kJ/mol
Jari-jari atom	100 pm
Jari-jari atom (terhitung)	88 pm
Jari-jari kovalen	102 pm
Jari-jari Van der Waals	180 pm
Resistivitas listrik	(20 °C) (amorphous) 2×1015 Ω·m
Konduktivitas termal	(300 K) (amorphous) 0.205 W/(m·K)
Modulus ruah	7.7 GPa
Skala kekerasan Mohs	2.0
Nomor CAS	7704-34-9

C.    KEGUNAAN BELERANG

1)      Belerang bersama KNO₃ digunakan dalam pembuatan serbuk mesiu.

2)      Belerang sangat penting untuk kehidupan. Belerang adalah penyusun lemak, cairan tubuh dan mineral tulang, dalam kadar yang sedikit.

3)      Salah satu penerapan penting kimia sulfur ialah dalam pengolahan kayu menjadi pulp kayu yang digunakan di dalam kertas dan karton.

4)      Untuk menghilangkan jerawat, panu, kudis, kurap, juga untuk berbagai masalah kulit lainnya seperti ketombe, alergi, dan mengurangi jumlah minyak berlebihan di kulit.

5)      Belerang digunakan dalam proses vulkanisasi karet alam dan juga berperan sebagai fungisida. Belerang digunakan besar-besaran dalam pembuatan pupuk fosfat.  Berton-ton belerang digunakan untuk menghasilkan asam sulfat, bahan kimia yang sangat penting.

6)      Belerang juga digunakan untuk pembuatan kertas sulfit dan kertas lainnya, untuk mensterilkan alat pengasap, dan untuk memutihkan buah kering.  Belerang merupakan insultor yang baik.

D.    EKSTRASI BELERANG

Bagaimana proses untuk mengekstraksi belerang dijelaskan sebagai berikut.

1.        Proses Frasch

Cadangan bawah tanah belerang biasanya terdapat pada kedalaman antara 150-750 m dan tebalnya kira-kira 30 m. Pipa berdiameter 20 cm dimasukkan hingga ke dasar endapan belerang. Pipa lain yang lebih kecil, berdiameter 10 cm dan lebih pendek dimasukkan dalam pipa pertama. Pipa terakhir, bediameter 2,5 cm dimasukkan ke dalam pipa kedua. Pipa terakhir mempunyai panjang setengah dari pipa pertama. Mula-mula air bersuhu 165^oC dialirkan ke bawah melalui pipa pertama. Air panas ini akan melelehkan belerang di sekitarnya dan mendorong cairan belerang naik melalui pipa. Air bertekanan tinggi dipompa melalui pipa yang paling kecil, menghasilkan buih bermassa jenis kecil yang akan naik ke permukaan tanah melewati pipa berukuran sedang. Buih ini mengandung belerang, udara, dan air. Di permukaan tanah, campuran ini didinginkan dan menghasilkan kristal belerang berwarna kuning dari cairannya yang berwarna ungu. Kristal belerang dihancurkan dengan dinamit menjadi pecahan yang berukuran lebih kecil sehingga mudah diangkut ke tempat lain.

2.      Proses Claus.

Pada proses Claus, mula-mula gas alam dialirkan dalam etanol amin, HOCH₂CH₂NH₂ dan terjadi reaksi:

HOCH₂CH₂NH_2(l) + H₂S_(g) ⇆ HOCH₂CH₂NH₃⁺ + HS^-

Setelah dipisahkan, campuran kemudian dipanaskan sehingga H₂S dilepaskan sebagai gas. Gas ini kemudian dicampur dengan gas oksigen untuk membakar sepertiga H₂S menjadi gas SO₂ dan air. Gas SO₂ bereaksi dengan H₂S sisa membentuk belerang dan air.

2H₂S + 3O₂→ 2SO₂ + 2H₂O4H₂S + 2SO₂ → 6S + 4H₂O

3.             Pemanasan Pirit.

Pirit dipanaskan tanpa udara akan menyebabkan dekomposisi S₂^2- menjadi belerang dan FeS.

FeS₂ → FeS + S

E. SENYAWA BELERANG

1. Asam sulfat

Senyawa belerang yang penting adalah asam sulfat. Asam sulfat banyak digunakan dalam industri pupuk, detergen, bahan peledak, obat-obatan, zat pewarna, plastik, pembersih minyak bumi, pembersih logam dari karat, dan menetralkan basa. Ada dua macam proses untuk membuat asam sulfat, yaitu proses kamar timbale dan proses kontak.

a.       Pembuatan

1)      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.

Reaksi:

S_(s)  +  O_2(g)   →  SO_{2 (g)}

2SO₂ + O_2(g)

H2S2O7(aq)+H2O→2 H₂SO₄

2)      Pembuatan H₂SO₄ dengan proses kamar timbal

Proses kamar timbale sudah digunakan lebih kurang 200 tahun yang lalu. Proses tersebut menggunakan ruang reactor yang dinding nya dilapisi timbale (Pb), oleh sebab itu dinamakanproses kamar timbale. Dalam ruang itu, dihasilkan H₂SO₄. Lapisan Pb akan bereaksi dengan H₂SO₄membentuk endapan atau lapisan tipis PbSO₄ yang menahan reaksi lebih lanjut dengan H₂SO_4.

Bahan dasar pembuatan H₂SO₄tersebut adalah belerang yang dibakar, membentuk gas SO₂. Gas SO₂ yang bertemperatur tinggi kemudian direaksikan dengan uap nitrogen dioksida yang berfungsi sebagai katalisator dan selanjutnya digunakan untuk membuat gas SO₃. Selanjutnya gas SO₃ dimasukkan atau dipompakan kedalam kamar timbale dan direaksikan dengan air, membentuk H₂SO_4.

b.      Sifat

Asam sulfat bukanlah oksidator yang sangat kuat, namun merupakan dehydrator yang sangat kuat bagi karbohidrat dan zat organik lainnya, sering kali memecahkan senyawa karbohidrat menjadi unsur karbon.

Sifat korosif asam sulfat dapat merusak benda-benda dari logam, karena logam akan teroksidasi baik dengan asam sulfat encer maupun pekat. Asam sulfat pekat dapat menarik molekul air dari senyawa-senyawa lain dalam proses dehidrasi.

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

2. Hidrogen sulfida

a. Kejadian dan pembuatan

Hydrogen sulfida terdapat dalam kuantitas yang besar dalam gas alam. Dalam labolatorium, hydrogen sulfida biasa disediakan dengan cara mereaksikan besi (II) sulfida dengan asam klorida encer . 

b. Sifat-sifat hidrogen sulfida

Ø  Sifat fisika

Hidrogen sulfida merupakan gas yang tidak berwarna, baunya tajam. Bila konsentrasi di udara hingga 10 ppm menyebabkan kematian.

Ø  Sifat kimia

a)         Sebagai asam

Merupakan asam lemah. Bila terdpat ion-ion hidroksil akan terbentuk hidrogen sulfida dan sulfida. 

b)        Sebagai pereduksi

Hidrogen sulfida terbakar di udara dan menghasilkan belerang, namun belerang akan terbakar dan terbentuk belerang dioksida. 

3. Sulfida

Sulfida logam kurang bersifat ion daripada oksidanya. Hidrolisis sulfida bersifat parsial  pada kedaan dingin, namun pada pendidihan menjadi sempurna karena gas hydrogen sulfida yang terbentuk cepat menguap. Sebagian besar sulfida-sulfida logam bersifat kovalen, dan tidak larut dalam air . 

4.      Belerang oksida

a.    Belerang dioksida

Ø  Pembuatan

Belerang dioksida ketika ada belerang yang terbentuk diudara. Dalam labolatorium, dihasilkan melalui reaksi suatu sulfit dengan asam sulfat encer, atau hydrogen sulfit dengan asam kuat encer . 

Ø  Sifat fisika

Merupakan gas yang tidak berwarna, baunya menusuk . Titik didihnya -10 ^OC dan mencair pada suhu 2 ^OC dengan tekanan 3 atm. 

Ø  Sifat kimia

Bila dilarutkan dalam air, sebagian kecil dari yang larut bereaksi membentuk  asam sulfit. Belerang dioksida yang berada diudara merupakan sumber hujan asam. 

b.      Belerang trioksida

Ø  Pembuatan

Dibuat dengan melewatkan campuran belerang dioksida dan oksigen melalui katalisator platina apad suhu + 400 ^OC, kemudian dikondensasikan sebagai padatan putih. 

Ø  Sifat fisika

Belerang trioksida bberapa berbentuk polimetrik . 

Ø  Sifat kimia

Merupakan oksida asam yang kuat. Berubah menjadi asap ketika udara lembab, dan bereaksi secara keras dengan air membentuk asam sulfat. 

F.   SIKLUS BELERANG

               Di alam, belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate .Belerang (S) adalah unsur penting untuk kehidupan dan ditemukan dalam bentuk senyawa asam amino unit kecil dari protein. Protein ini penting pertumbuhan .

Tumbuhan mendapat sulfur dari dalam tanah dalam bentuk sulfat anorganik (SO₄). Dari mekanisme metabolisme ditubuhnya dibentuklah sulfat organik entah dalam protein atau yang lainnya yang kemudian bisa berpindah ke tingkat tropi kehidupan lainnya.

Tumbuhan yang mengandung sulfat organik itu jika dimakan hewan sehingga sulfur berpindah ke hewan lewat rantai makanan begitu seterusnya , jika masih berada di Tubuh mahkluk hidup maka sulfat masih dalam kondisi Sulfat Organik.

Jika manusia , hewan dan tumbuhan mati diuraikan menjadi gas H₂S atau menjadi sulfat an organnik lagi. gitu .Sulfur direduksi oleh bakteri menjadi sulfida dan kadang-kadang terdapat dalam bentuk sulfur dioksida atau hidrogen sulfida.

Hidrogen sulfida ini seringkali mematikan mahluk hidup di perairan dan pada umumnya dihasilkan dari penguraian bahan organik yang mati.

Beberapa jenis bakteri terlibat dalam daur sulfur, antara lain Desulfomaculum dan Desulfibrio yang akan mereduksi sulfat menjadi sulfida dalam bentuk hidrogen sulfida (H₂S). Kemudian H₂S digunakan bakteri fotoautotrof anaerob seperti Chromatium dan melepaskan sulfur dan oksigen.Sulfur di oksidasi menjadi sulfat oleh bakteri kemolitotrof seperti Thiobacillus. Begitu seterusnya

G.    DAMPAK PENGGUNAAN BELERANG

A.    Dampak Negatif

Belerang bersifat mudah terbakar yang menghasilkan gas belerang dioksida. Gas ini dapat menyesakkan pernapasan dan menimbulkan gejala batuk. Dalam jumlah besar, belerang dioksida dapat merusak saluran pernapasan dan menimbulkan radang tenggorokan serta kerusakan paru-paru, bahkan dapat menyebabkan kematian.

Efek utama dari belerang dioksida dalam atmosfer adalah kecendrungan untuk teroksidasi menghasilkan asam sulfat. Asam ini dapat menyebabkan terjadinya hujan asam.