makalah timah dan timbal

TIMAH

A.    PENDAHULUAN

Timah merupakan logam dasar terkecil yang diproduksi, yaitu kurang dari 300.000 ton per tahun, apabila dibandingkan dengan produksi aluminium sebesar 20 juta ton per tahun (www.timah.com). Timah putih merupakan unsur langka, kelimpahan rata-rata pada kerak bumi sekitar 2 ppm, dibandingkan dengan seng yang mempunyai kadar rata-rata 94 ppm, tembaga 63 ppm dan timah hitam 12 ppm. Sebagian besar (80%) timah putih dunia dihasilkan dari cebakan letakan (aluvial), sekitar setengah produksi dunia berasal dari Asia Tenggara.

B.     PENGERTIAN TIMAH

Timah adalah sebuah unsur kimia yang memiliki simbol Sn dan nomor atom 50. Timah dalam bahasa Inggris disebut sebagai Tin. Kata “Tin” diambil dari nama Dewa bangsa Etruscan “Tinia”. Nama latin dari timah adalah “Stannum” dimana kata ini berhubungan dengan kata “stagnum” yang dalam bahasa inggris bersinonim dengan kata “dripping” yang artinya menjadi cair/ basah, penggunaan kata ini dihubungkan dengan logam timah yang mudah mencair.

Timah biasa terbentuk oleh 9 isotop yang stabil. Ada 18 isotop lainnya yang diketahui.Timah merupakan logam berwarna putih keperakan, dengan kekerasan yang rendah, dapat ditempa ("malleable"), mempunyai sifat konduktivitas panas dan listrik yang tinggi, relatif lunak, tahan karat dan memiliki titik leleh yang rendah dan memilki struktur kristal yang tinggi. Jika struktur ini dipatahkan, terdengar suara yang sering disebut (tangisan timah) ketika sebatang unsur ini dibengkokkan.

C.    SIFAT-SIFAT TIMAH

1.      Sifat Fisik

·         Berat Molekul                         : 134,69

·         Spesifik Gravitasi                    : 6,3

·         Titik Lebur (600 mm Hg)       : 1080^oC (1976^oF) terurai

·         Kelarutan                                : tidak larut dalam air, larut dalam asam dan alkali, sedikit larut dalam ammonium khlorida

·         Massa Atom Rata-rata             : 118,71

·         Titik Didih                             : 2543 K (2270^oC)(4118^oF)

·         Koefisien Muai   Panjang        :  ^-1K N/A                               

·         Konduktivitas Listrik              : 0,0917x10⁶/Ω cm

·         Konduktivitas Termal             : 0,666 W/cm K

·         Kerapatan                              : 7,31 g/cc @ 300K

·         Kekilapan                               : Sangat mudah dibentuk logam perak putih membentuk film  pelindung  pada  permukaannya yang mencegah oksigen.

·         Entalpi atomisasi                     : 01,3 kJ/mol ^oC

·         Entalpi Fusion                         : 7,03 kJ/mol

·         Panas Penguapan                    : 290,4 kJ/mol

·         Flamebilitas Kelas                   : terbakar pada rokok (kecuali sebagai debu)

·         Titik Beku                               : 1080^oC (1976^oF)

·         Volume Molar                         : 16,31 cm³/mol

·         Refleksivitas Optik                 : 54%

·         Kondisi Fisik                           : Solid

·         Tekanan uap                            : 5,78x10^-21 Pa(232,06^oC)

·         Struktur Kristal                       : Tetragonal

2.      Sifat Kimia

·         Elektrokimia Setara                 : 1,1071 g/amp-jam

·         Elektron Fungsi Kerja             : 4,42eV

·         Elektronegativitas                   : 1,96 (Pauling) ; 1,72 (Rochow Allrod)

·         Panas Fusion                           : 7.029 kJ/mol

·         Potensional Ionisasi

o   Pertama   : 7.344

o   Kedua      : 14.632

o   Ketiga      : 30.502

·         Elektron valensi Potensi (-eV): 83,5

3.      Sifat Mekanik

·         Modulus Elastisitas

o   Massal        : 58,2/GPa

o   Kekakuan  : 18,4/GPa

o   Youngs      : 49,9/GPa

·         Skala Kekerasan

o   Brinell        : 51 MN m^-2

o   Mohs          : 1,5

D.    SUMBER TIMAH

Mineral ekonomis penghasil timah putih adalah kasiterit (SnO₂), meskipun sebagian kecil dihasilkan juga dari sulfida seperti stanit, silindrit, frankeit, kanfieldit dan tealit (Carlin, 2008). Mulajadi timah di daerah jalur timah yang membentang dari Pulau Kundur sampai Pulau Belitung dan sekitarnya diawali dengan adanya intrusi granit yang berumur ± 222 juta tahun pada Trias Atas. Magma bersifat asam mengandung gas SnF4, melalui proses pneumatolitik hidrotermal menerobos dan mengisi celah retakan, dimana terbentuk reaksi: SnF4 + H2O -> SnO2 + HF2 (Pamungkas, 2006). Cebakan bijih timah merupakan asosiasi mineralisasi Cu, W, Mo, U, Nb, Ag, Pb, Zn, dan Sn. Busur metalogenik terbentuknya timah 100 - 1000 km. Terdapat tiga tipe kelompok asosiasi mineralisasi timah putih, yaitu stanniferous pegmatites, kuarsa-kasiterit dan sulfida-kasiterit (Taylor, 1979).

Urat kuarsa-kasiterit, stockworks dan greisen terbentuk pada batuan beku granitik plutonik, secara gradual terbentuk stanniferous pegmatites yang ke arah dangkal terbentuk urat kuarsa-kasiterit dan greisen (Taylor, 1979). Urat berbentuk tabular atau tubuh bijih berbentuk lembaran mengisi rekahan atau celah (Strong, 1990). Tipe kuarsa-kasiterit dan greisen merupakan tipe mineralisasi utama yang membentuk sumber daya timah putih pada jalur timah yang menempati Kepulauan Riau hingga Bangka-Belitung. Jalur ini dapat dikorelasikan dengan “Central Belt” di Malaysia dan Thailand (Mitchel, 1979).

Mineral utama yang terkandung di dalam bijih timah berupa kasiterit, sedangkan pirit, kuarsa, zirkon, ilmenit, galena, bismut, arsenik, stibnit, kalkopirit, xenotim, dan monasit merupakan mineral ikutan (http://www.tekmira.esdm.go.id). Timah putih dalam bentuk cebakan dijumpai dalam dua tipe, yaitu cebakan bijih timah primer dan sekunder. Pada tubuh bijih primer, kandungan kasiterit terdapat pada urat maupun dalam bentuk tersebar. Proses oksidasi dan pengaruh sirkulasi air yang terjadi pada cebakan timah primer pada atau dekat permukaan menyebabkan terurainya penyusun bijih timah primer. Proses tersebut menyebabkan juga terlepas dan terdispersinya timah putih, baik dalam bentuk mineral kasiterit maupun berupa unsur Sn. Proses pelapukan, erosi, transportasi dan sedimentasi yang terjadi terhadap cebakan bijih timah putih pimer menghasilkan cebakan timah sekunder, yang dapat berada pada tanah residu maupun letakan sebagai endapan koluvial, kipas aluvial, aluvial sungai maupun aluvial lepas pantai. Tubuh bijih primer yang berpotensi menghasilkan sumber daya cebakan timah letakan ekonomis adalah yang mempunyai dimensi sebaran permukaan erosi luas sebagai sumber dispersi.

Cassiterite

Cassiterite adalah mineral timah oksida dengan rumus SnO₂. Berbentuk kristal dengan banyak permukaan mengkilap sehingga tampak seperti batu perhiasan. Kristal tipis Cassiterite tampak translusen. Cassiterite adalah sumber mineral untuk menghasilkan logam timah yang utama dan biasanya terdapat dialam di alluvial atau aluvium.

Stannite

Stannite adalah mineral sulfida dari tembaga, besi dan timah. Rumus kimianya adalah Cu₂FeSnS₄ dan merupakan salah satu mineral yang dipakai untuk memproduksi timah. Stannite mengandung sekitar 28% timah, 13% besi, 30% tembaga, dan 30% belerang. Stannite berwarna biru hingga abu-abu.

Cylindrite

Cylindrite merupakan mineral sulfonat yang mengandung timah, timbal, antimon, dan besi. Rumus mineral ini adalah Pb₂Sn₄FeSb₂S1₄. Cylindrite membentuk kristal pinakoidal triklinik dimana biasanya berbentuk silinder atau tube dimana bentuk nyatanya adalah gulungan dari lembaran kristal ini. Warna cylindrite adalah abu-abu metalik dengan spesifik gravity 5,4. Pertama kali ditemukan di Bolivia pada tahun 1893.

E.     PENGOLAHAN TIMAH

1.      Penambangan

Penambangan timah putih dilakukan dengan beberapa cara, yaitu semprot, penggalian dengan menggunakan excavator, atau menggunakan kapal keruk untuk penambangan endapan aluvial darat yang luas dan dalam serta endapan timah lepas pantai. Kapal keruk dapat beroperasi untuk penambangan cebakan timah aluvial lepas pantai yang berada pada kedalaman sekitar 15 meter sampai dengan 50. Penambangan menggunakan cara semprot dilakukan terutama pada endapan timah aluvial darat dengan sebaran tidak luas dan relatif dangkal. Penambangan dengan menggunakan shovel/excavator dilakukan untuk menggali cebakan timah putih tipe residu, yang merupakan tanah lapukan bijih primer, umumnya berada pada lereng daerah perbukitan. Penambangan oleh masyarakat umumnya dilakukan dengan cara semprot. Banyak juga penambangan dalam sekala kecil terdiri dari satu atau dua orang, menggunakan peralatan sangat sederhana berupa sekop, saringan dan dulang, seperti penambangan oleh masyarakat di lepas pantai menggunakan sekop dengan panjang sekitar 2,5 meter, dan dilakukan pada saat air laut surut. Penambangan banyak dilakukan pada wilayah bekas tambang dan sekitarnya. Bahkan tailing yang semula dianggap sudah tidak ekonomis, kembali diolah untuk dimanfaatkan kandungan timah putihnya. Penambangan oleh masyarakat di lepas pantai selain menggunakan peralatan manual sederhana, menggunakan juga pompa hisap dan perahu.

2.      Pengolahan

Untuk menghasilkan pasir timah kadar tinggi melalui beberapa tahapan proses pengolahan. Pasir timah di alam masih tercampur dengan butiran mineral-mineral lain. Timah dalam bentuk mineral kasiterit dipisahkan dari pengotor berupa mineral ringan dengan pemisahan fisik secara gravitasi. Pemisahan dilakukan dengan menggunakan sluice box, spiral, dan meja goyang. Pemisahan mineral bersifat magnetik dan bukan magnetik menggunakan separator magnetik. Pemisahan mineral bersifat konduktor dan bukan konduktor menggunakan separator tegangan tinggi. Proses untuk meningkatkan kadar bijih timah atau konsentrat yang berkadar rendah, dilakukan di Pusat Pencucian Bijih Timah (Washing Plant). Melalui proses tersebut bijih timah dapat ditingkatkan  kadar(grade) Sn-nya dari 20 - 30% Sn menjadi 72% Sn untuk memenuhi persyaratan peleburan. Proses peningkatan kadar bijih timah yang berasal dari penambangan di lepas pantai maupun di darat diperlukan untuk mendapatkan produk akhir berupa logam timah berkualitas dengan kadar Sn yang tinggi dengan kandungan pengotor (impurities) yang rendah. Hasil pemisahan konsentrat, selain diperoleh kasiterit untuk dilebur, diperoleh juga mineral-mineral ikutan. Mineral-mineral terutama zirkon, monasit, ilmenit dan xenotim merupakan produk sampingan dari hasil pemisahan secara fisik yang mempunyai prospek ekonomi untuk dimanfaatkan. Pemisahan kasiterit dari pengotor, meningkatkan nilai ekonomi mineral ikutan tersebut, meskipun belum semua mineral ikutan, ekonomis untuk dimanfaatkan.

Konsentrat hasil dari proses pemisahan mempunyai kadar Sn 72%, selanjutnya dilebur pada smelter timah putih. 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. Proses peleburan merupakan proses melebur bijih timah menjadi logam Timah. Untuk mendapatkan logam timah dengan kualitas yang lebih tinggi, maka harus dilakukan proses pemurnian terlebih dahulu dengan menggunakan suatu alat pemurnian yang disebut crystallizer. Produk yang dihasilkan berupa logam timah dalam bentuk balok atau batangan. Produk yang dihasilkan juga dapat dibentuk sesuai permintaan.

F.     SENYAWA-SENYAWA TIMAH

Senyawaan timah yang penting adalah organotin, SnO₂, Stanat, timah klorida, timah hidrida, dan timah sulfide.

1.      Senyawaan Organotin

Seperti yang telah dijelaskan diatas senyawa organotin adalah senyawa yang dibangun dari timah dan substituen hidrokarbon sehingga terdapat ikatan C-Sn. Contoh beberapa senyawa organotin ini adalah:

§  Tetrabutiltimah, dipakai sebagai material dasar untuk sintesis senyawaan di- dan tributil.

§  Dialkil atau monoalkil-timah, dipakai sebagai stabilisator panas dalam pembuatan PVC.

§  Tributil-Timah oksida, dipakai untuk pengawetan kayu.

§  Trifenil-Timah asetat, merupakan kristal putih yang dipakai untuk insektisida dan fungisida.

§  Trifenil-timah klorida dipakai sebagai biosida

§  Trimetil-timah klorida, dipakai sebagai biosida dan sintesis senyawa organic.

§  Trifenil-timah hidroksida, untuk fungisida dan engontrol serangga.

§  dll

Senyawa organotin dibuat dari reagen Grignard dengan timahtetraklorida. Metode yang lain adalah dengan menggunakan reaksi Wurtz seperti senyawaan alkil natrium dengan tmah halide ataupun dengan menggunakan reaksi pertukaran antara timah halide dengan senyawaan organo-aluminium.

2.      Timah Oksida

Merupakan senyawa anorganik dengan rumus kimia SnO₂. Oksida timah ini merupakan oksida timah yang paling penting dalam pebuatan logam timah. SnO₂ memiliki struktur kristal rutile dimana setiap 1 atom Sn berkoordinasi dengan 6 atom oksigen. SnO₂ tidak larut dalam air akan tetapi larut dalam asam dan basa kuat. SnO₂ larut dalam asam halide membentuk heksahalostanat seperti:

SnO₂ + 6 HI  ->  H₂SnI₆ + 2 H₂O

Atau jika dilarutkan dalam asam maka:

SnO₂ + 6 H₂SO₄ -> Sn(SO₄)₂ + 2 H₂O

SnO₂ larut dalam basa membentuk stanat dengan rumus umum Na₂SnO₃. SnO₂ digunakan bersama dengan vanadium oksida sebagai katalis untuk oksidasi senyawa aromatic, dipakai sebagai pelapis, ataupun sebagai bahan pembuatan organotin.

3.      Timah(II) Klorida

SnCl₂ berupa padatan kristal berwarna putih, dapat membentuk dihidrat yang stabil. SnCl₂ dipakai sebagai reduktor dalam larutan asam, dan juga dalam cairan electroplating. SnCl₂ dibuat dengan cara reaksi gas HCl kering dengan logam Sn.

Sn + 2 HCl  ->  SnCl₂  + H₂

SnCl₂ memiliki satu pasangan electron bebas. Dalam bentuk fasa gas maka molekul SnCl₂ berbentuk bengkok, sedangkan pada bentuk padatan SnCl₂ membentuk rantai yang saling terhubung dengan jembatan klorida. Selain dipakai sebagai reduktor SnCl₂ juga dipakai sebagai katalis, reagen analisis untuk raksa, dan juga dipakai sebagai aditif makanan untuk mempertahankan warna dan sebagai antioksidan.

4.      Timah(IV) Klorida

Disebut juga stani klorida atau timah tetraklorida merupakan senyawaan kimia dengan rumus SnCl₄. Pada suhu kamar SnCl₄ ini merupakan cairan yang tidak berwarna dan akan membentuk kabut jika terjadi kontak dengan udara. SnCl₄ dipergunakan sebagai senjata kimia dalam perang dunia ke-1, dipakai untuk memperkuat gelas, dan sebagai bahan dasar pembuatan organotin.

5.      Timah Sulfida

Senyawaan timah dengan belerang terdapat sebagai SnS yaitu timah (II) sulfide dan ada dialam sebagai mineral herzenbergite. Pebuatan SnS adalah dibuat dengan mereaksikan belerang, SnCl₂ dan H₂S.

Sn + S -> SnS

SnCl₂ + H₂S -> SnS + 2 HCl

Sedangkan timah (IV) sulfide memiliki rumus SnS₂ dan terdapat dialam sebagai mineral berndtite. Senyawa ini mengendap sebagai padatan berwarna coklat dengan penambahan H₂S pada larutan senyawa timah (IV) dan banyak dipakai sebagai ornament dekoratif karena warnanya mirip emas.

6.      Timah Hidrida

Hidrida dari timah disebut sebagai stannan dan rumus formulanya adalah SnH₄. Hidrida timah ini dapat dibuat dengan cara mereaksikan antara SnCl₄ dengan LiAlH₄. Stannan terdekomposisi secara lambat menghasilkan loga timah dan gas hydrogen. Hidrida timah ini sangat analog dengan gas metana CH₄.

7.      Stanat

Dalam ilmu kimia stanat berkoporasi dengan senyawaan:

§  Ortostanat yang memiliki rumus kimia SnO₄^4- contoh senyawaannya adalah K₄SnO₄ atau Mg₂SnO₄.

§  Metastanat yaitu MSnO₃ atau M₂SnO₃ yaitu campuran oksida atau polimerik anoin.

§  Perlu dicatat bahwa asam stanit yang merupakan precursor stanat sebenarnya tidak terdapat dialam dan ini sebenarnya merupakan hidrat dari SnO₂. Istilah stanat juga dipakai untuk sufiks penamaan senyawa misalnya SnCl₆^2- hesaklorostanat.

G.    LOGAM PADUAN ATAU ALLOY DARI TIMAH

1.      Timah  Solder

Karakteristik timah solder ditentukan oleh dua faktor utama, yaitu komposisi campuran logam dan jenis flux yang terkandung didalam timah solder. Timah solder terbuat dari campuran lebih dari satu jenis logam, atau dikenal dengan istilah alloy. Dua jenis logam yang lazim digunakan dibidang elektronika adalah timah (Sn) dan timbal (Pb), dengan berbagai macam perbandingan campuran. Perbandingan campuran ini dinyatakan melalui angka persentase perbandingan timah/timbal (Sn/Pb), sebagai contoh 60/40 dan 63/37. Jenis logam lain, seperti perak (Ag) dan tembaga (Cu), juga dapat ditambahkan dalam jumlah kecil (dikisaran 1% - 2%) untuk mendapatkan sifat-sifat tertentu.

Perbandingan campuran timah dan timbal mempengaruhi karakteristik timah solder, antara lain kekuatan sambungan solder, kelancaran aliran timah solder cair, titik lebur timah solder dan mekanisme perubahan wujud timah solder dari padat menjadi cair dan sebaliknya.

Kekuatan Sambungan Solder

Kekuatan sambungan solder dinyatakan melalui dua parameter, yaitu kekuatan tarik (tensile strength) dan kekuatan robek (shear strength). Kekuatan tarik dan robek timah solder dengan perbandingan campuran 60/40 adalah 52MPa dan 39MPa, sedangkan untuk perbandingan campuran 63/37 adalah 54MPa dan 37MPa.

Dapat dilihat bahwa perbedaan kekuatan sambungan solder antara timah solder dengan perbandingan campuran 60/40 dan 63/37 tidaklah signifikan. Kedua perbandingan campuran ini, dari sudut kekuatan sambungan solder yang dihasilkan, cocok untuk digunakan dibidang elektronika. Perlu ditambahkan bahwa kekuatan dan kualitas sambungan solder dapat ditingkatkan dengan menambahkan campuran logam perak dalam jumlah kecil (berkisar diantara 1% - 2%).

Flux

Flux merupakan bagian yang tak terpisahkan dari proses penyolderan. Flux adalah senyawa yang bersifat korosif dan berfungsi untuk menghilangkan lapisan oksidasi dari permukaan benda yang disolder, mencegah pembentukan lapisan oksidasi baru saat disolder dan menurunkan ketegangan permukaan (surface tension) timah solder cair.

Lapisan oksidasi menghalangi timah solder membasahi permukaan benda yang disolder, akibatnya adalah sambungan solder tidak menempel, atau dikenal dengan istilah cold joint. Sedangkan ketegangan permukaan yang lebih rendah akan memudahkan timah solder cair untuk mengalir membasahi permukaan benda yang disolder. Akibat lain dari kesalahan penggunaan flux adalah timah solder cair lengket dan tertarik oleh ujung alat solder, sehingga sambungan solder tidak rata dan berujung runcing.

Jenis-Jenis Flux

Flux, berdasarkan jenisnya, dapat digolongkan kedalam dua kategori, yaitu rosin dan senyawa asam (acid). Rosin terbuat dari getah pohon pinus atau konifer yang telah dibersihkan dan diolah. Flux senyawa asam haruslah dicuci bersih setelah proses penyolderan. Jika tidak, sisa flux yang tertinggal dan bersifat korosif akan merusak sambungan solder, kaki komponen dan permukaan papan cetak. Flux jenis ini juga bersifat menarik uap air dari udara sekitar (hygroscopic) dan jika dibiarkan akan menyebabkan arus pendek pada rangkaian elektronika.

Rosin, disisi lain, hanya aktif bekerja saat dipanaskan dengan alat solder. Setelah proses penyolderan selesai, flux rosin yang telah dingin kembali menjadi tidak aktif, tidak konduktif dan tidak korosif, sehingga dapat dibiarkan tinggal dipermukaan sambungan solder dan papan cetak tanpa perlu dicuci (no-clean flux). Selain flux rosin alami yang berasal dari getah pohon pinus, juga terdapat flux rosin buatan (synthetic rosin) dengan karakteristik menyerupai flux rosin alami.

Flux juga dapat dikategorikan berdasarkan tingkat keaktifannya, yaitu tidak aktif (inactive), aktif ringan (mildly active), aktif (active) dan sangat aktif (highly active). Flux tidak aktif hanya mencegah terbentuknya lapisan oksidasi baru saat sedang disolder. Sedangkan flux lainnya, selain mencegah, juga dapat membersihkan lapisan oksidasi yang telah terbentuk. Flux yang lebih aktif mampu membersihkan lapisan oksidasi yang lebih tebal dan noda-noda lain. Akan tetapi karena bersifat lebih korosif, flux jenis ini harus dibersihkan setelah proses penyolderan.

Kaki-kaki komponen elektronika yang baru lazimnya telah dilapisi dengan timah solder (tinned) dan dalam keadaan bersih. Oleh sebab itu, tidak diperlukan flux yang terlalu aktif. Flux yang tepat untuk digunakan dibidang elektronika adalah jenis rosin atau rosin sintetik aktif ringan yang tidak perlu dibersihkan (no-clean flux).

Flux Tambahan

Timah solder, terutama yang digunakan dibidang elektronika, sudah mengandung flux yang diisikan kedalam sejumlah saluran ditengah-tengah kawat timah solder (multi-core). Jumlah flux yang terkandung di dalam timah solder jenis ini biasanya berkisar diantara 1% - 4%, tergantung kepada jenis flux-nya. Jumlah saluran yang lebih dari satu ditujukan untuk memperbaiki dan meratakan penyebaran flux keseluruh permukaan benda yang disolder.

Flux tambahan juga tersedia dipasaran dan dapat dipakai jika benda yang disolder terlalu kotor dan timah solder cair gagal menempel. Akan tetapi, sebelum memutuskan untuk menggunakan flux tambahan, usahakan terlebih dahulu untuk membersihkan permukaan benda yang kotor dengan menggunakan sabut nilon atau ampelas yang sangat halus. Jika penggunaan flux tambahan tidak bisa dihindarkan, pastikan sisa-sisa flux dibersihkan setelah proses penyolderan.

2.      Perunggu (Brons)

Paduan ini dikenal oleh manusia sejak lama sekali. Perunggu merupakan paduan antara Cu dan Sn dalam arti yang sempit. Tetapi dalam arti yang luas perunggu berarti paduan Cu dengan unsure logam lainnya selain dari Zn. Dibandingkan dengan tembaga murni dan kuningan perunggu merupakan paduan yang mudah dicor dan mempunyai kekuatan yang lebih tinggi, demikian juga ketahanan ausnya dan ketahanan korosinya oleh karena itu banyak dipergunakan untuk berbagai komponen mesin, bantalan, pegas, corak artistic,dsb.

a.       Perunggu timah putih

Sn adalah lebih mahal dari kuningan. Oleh karena itu kuningan dipergunakan sebagai bahan baku dan selanjutnya bahan yang dicampur 4-5% Sn dipergunakan untuk keperluan khusus sedangkan hampir semua paduan perunggu ini dalam industry dipakai dalam bentuk coran. Brons timah putih mempunyai sejarah yang lama sehingga dari penggunaannya paduan dasar dengan 8-12 % Sn dinamakan Gun Metal, paduan dengan 10% Sn dan 23 % Sn dinamakan Admiralty Gun Metal, sedangkan yang mengandung 18-23% Sn disebut ”Brons Bell” dan paduan yang mengandung 30-32% disebut ‘Brons kaca’.

b.      Perunggu Posfor (brons posfor)

Pada paduan tembaga posfor berguna sebagai penghilang oksida, oleh karena itu penambahan posfor 0,05-0,5% pada paduan memberikan kecairan logam yang lebih baik. Brons posfor mempunyai sifat-sifat lebih baik dalam keelastisannya, kekuatan dan ketahanan terhadap aus. Ada tiga macam brons posfor yang dipergunakan dalam industry yaitu brons biasa yang tidak mempunyai kelebihan P yang tidak dipakai dalam proses menghilangkan oksida, brons posfor untuk pegas dengan kadar 0,05-0,15% yang ditambahkan kepada brons yang mengandung Sn kurang dari 10% dan brons posfor untuk bantalan yang mengandung 0,3-1,5% P ditambahkan kepada brons yang mengandung lebih dari 10% Sn.

c.       Brons Aluminium

              Paduan yang dipergunakan dalam industry mengandung 6-7% Al dipergunakan untuk pabrikasi dan paduan dengan 9-10% Al dipergunakan untuk coran. Paduan ini mempunyai kekuatan yang baik dari pada brons timah putih dengan sifat mampu bentuk yang lebih dan ketahanan korosi yang baik, sehingga pengunaannya lebih luas. Tetapi mampu cornya kurang baik sehingga memerlukan teknik yang khusus pada pengecorannya.

d.      Perunggu Bebas Seng

Perunggu bebas seng dinamakan juga perunggu tulen atau perunggu timah, yaitu perunggu tuang dari Cu ditambah 10%, 14%, atau 20% Sn tanpa campuran tambahan lain. Bahan itu digunakan untuk pentil yang harus mempunyai syarat tinggi terhadap korosi dan ketangguhan (10% Sn). Selain itu juga untuk bantalan-bantalan yang harus mempunyai syarat-syarat tinggi untuk sifat luncur (14% Sn) dan untuk bantalan-bantalan tekan dengan syarat tinggi untuk kekerasan (20% Sn).

e.       Perunggu Bebas Seng Paduan Kepal

Mempunyai 1,5% sampai setinggi-tingginya 10% timah putih dan selain itu fosfor dalam persentase yang sangat kecil, yaitu setinggi-tingginya 0,35.Campuran ini dahulu dinamakan perunggu fosfor. Dipakai untuk profil-profil, batang-batang, kawat, pelat, dan pipa-pipa yang dicanai dan ditarik.

f.       Perunggu Seng

Perunggu seng ialah perunggu tembaga timah dengan tambahan seng 2% sampai 7%. Bahan itu dipakai terutama untuk bantalan-bantalan (campuran tuang).

g.      Perunggu silicon

Perunggu silicon baik sebagai paduan tuang maupun paduan kepal mempunyai kadar Si 0,5% samapai 4,5%. Selain dari itu ada bahan-bahan tambahan dari timah, nikel, mangan, besi, dan seng dalam bermacam-macam persenyawaan. Sebagian dapat dijadikan misalnya cupoder yang mempunyai tahan tarik dan kekerasan yang tinggi.

h.      Perunggu Timbel

Perunggu timbel mempunyai kadar timbel (Pb) 5-35%. Jika perlu dengan tambahan Sn dan Ni sebagai blok-blok bantalan yang berupa lapisan tipis dalam bus bantalan.

H.    KEGUNAAN TIMAH

Data pada tahun 2006 menunjukkan bahwa logam timah banyak dipergunakan untuk solder (52%), industri plating (16%), untuk bahan dasar kimia (13%), kuningan & perunggu (5,5%), industri gelas (2%), dan berbagai macam aplikasi lain (11%).

1.      Logam Timah dan Paduannya

Logam timah banyak manfaatnya baik digunakan secara tunggal maupun sebagai paduan logam (alloy) dengan logam yang lain terutama dengan logam tembaga. Logam timah juga sering dipakai sebagai container dalam berbagai macam industri. Contoh-contoh paduan antara tembaga dan timah adalah:

§  Pewter, merupakan paduan antara 85-99% timah dan sisanya tembaga, antimony, bismuth, dan timbale. Banyak dipakai untuk vas, peralatan ornament rumah, atau peralatan rumah tangga.

§  Bronze adalah paduan logam timah dengan tembaga dengan kandungan timah sekitar 12%.

§  Fosfor Bronze adalah paduan bronze yang ditambahkan unsur fosfor.

2.      Plating

Logam timah banyak dipergunakan untuk melapisi logam lain seperti seng, timbale dan baja dengan tujuan agar tahan terhadap korosi. Aplikasi ini banyak dipergunakan untuk melapisi kaleng kemasan makanan dan pelapisan pipa yang terbuat dari logam.

3.      Superkonduktor

Timah memiliki sifat konduktor dibawah suhu 3,72 K. Superkonduktor dari timah merupakan superkonduktor pertama yang banyak diteliti oleh para ilmuwan contoh superkonduktor timah yang banyak dipakai adalah Nb₃Sn.

4.      Solder

Solder sudah banyak dipakai sejak dahulu kala. Timah dipakai dalam bentuk solder merupakan campuran antara 5-70% timah dengan timbale akan tetapi campuran 63% timah dan 37% timbale merupakan komposisi yang umum untuk solder. Solder banyak digunakan untuk menyambung pipa atau alat elektronik

5.      Pembuatan Senyawa Organotin

Senyawa organoti merupakan senyawa kimia yang terdiri dari timah (Sn) dengan hidrokarbon membentuk ikatan C-Sn. Senyawa ini merupakan bagian dari golongan senyawa organometalik. Senyawa ini banyak dipakai untuk sintesis senyawa organic, sebagai biosida, sebagai pengawet kayu, sebagai stabilisator panas, dan lain sebagainya.

6.      Pembuatan Senyawaan Kimia Untuk Berbagai Keperluan

Logam timah juga dipakai untuk membuat berbagai maca senyawaan kimia. Salah satu senyawa kimia yang sangat penting adalah SnO₂ dimana dipakai untuk resistor dan dielektrik, dan digunakan untuk membuat berbagai macam garam timah. Senyawa SnF₂ merupakan aditif yang banyak ditambahkan pada pasta gigi. Senyaan timah, tembaga, barium, kalsium dipakai untuk pembuatan kapasitor. Dan tentu saja senyawaan kimia juga sering dipakai untuk pembuatan katalis.

7.      Industri gelas (2%)

Timah oksida (SnO ₂): digunakan dalam pembuatan kaca jenis khusus, glasir keramik dan sebagai bahan polishing untuk baja, kaca, dan bahan lainnya

8.      Industri tekstil

digunakan dalam pembuatan zat warna, polimer, dan tekstil; di silvering satu mirror.

I.       BAHAYA TIMAH

1.      Bahaya pada Kesehatan

Ø  Mata dan kulit iritasi

Ø  Headaches

Ø  Sakit perut 

Ø  Penyakit dan pusing 

Ø  Berat berkeringat 

Ø  Sesak napas 

Ø  Masalah buang air kecil 

Ø  Efek jangka panjang adalah: 

Ø  Depresi 

Ø  Kerusakan hati

Ø  Gangguan fungsi sistem kekebalan 

Ø  Kerusakan kromosom 

Ø  Kekurangan sel darah merah 

Ø  Kerusakan otak (menyebabkan kemarahan, gangguan tidur, pelupa dan sakit kepala)

2.      Bahaya pada Lingkungan

Ø  Kaleng sebagai atom tunggal atau molekul tidak sangat beracun terhadap beberapa jenis organisme, bentuk racun adalah bentuk organik

Ø  Ada berbagai jenis timah organik yang dapat sangat bervariasi di toksisitas. Tributyltins merupakan komponen timah paling beracun untuk ikan dan jamur, sedangkan trifenyltin jauh lebih beracun bagi fitoplankton. 

J.      PENANGGULANGAN BAHAYA TIMAH

Jumlah timah yang sedikit dalam makanan tidak berbahaya. Limit dalam makanan di Amerika Serikat adalah 300 mg/kg. Senyawa timah triakil dan triaril digunakan sebagai racun biologi (biocides) dan perlu ditangani secara hati-hati.

Jumlah kecil timah dalam makanan kaleng tidak berbahaya bagi manusia. Senyawa timah trialkil dan triaril berbahaya bagi makhluk hidup dan harus ditangani secara hati-hati. Timah juga digunakan dalam pembuatan grenjeng rokok (timah putih), pada longsongan peluru (timah hitam).

TIMBAL

a)      Pengertian Timbal (Pb)

Timbal atau dalam keseharian lebih dikenal dengan nama timah hitam. Dalam bahasa ilmiahnya dinamakan Plumbum, dan logam ini disimbolkan dengan Pb. Logam ini termasuk kedalam kelompok logam-logam golongan IV-A pada tabel periodik unsur kimia. Mempunyai unsur atom (NA) yaitu 82 dengan bobot atau berat atom (BA) yaitu 207,2.

Sifat Logam Timbal (Pb)

Sifat Fisika
Fase	solid
Massa jenis  (mendekatisuhu kamar)	11.34 g·cm−3
Massa jenis cairan padat.l.	10.66 g·cm−3
Titik lebur	600.61 K, 327.46 °C, 621.43 °F
Titik didih	2022 K, 1749 °C, 3180 °F
Kalor peleburan	4.77 kJ·mol−1
Kalor penguapan	179.5 kJ·mol−1
Kapasitas kalor	26.650 J·mol−1·K−1
Bilangan oksidasi	4, 2 (oksida Amfoter)
Elektronegativitas	2.33 (skala Pauling)
Energi ionisasi	pertama: 715.6 kJ·mol−1
	ke-2: 1450.5 kJ·mol−1
	ke-3: 3081.5 kJ·mol−1
Jari-jari atom	175 pm
Jari-jari kovalen	146±5 pm
Jari-jari van der Waals	202 pm

Sifat Kimia

1.      Merupakan logam yang lunak, sehingga dapat dipotong dengan menggunakan pisau atau tangan dan dapat dibentuk dengan mudah. 2.      Tahan terhadap korosi atau karat, sehingga logam timbal sering digunakan sebagai coating. 3.      Titik lebur rendah, hanya 327,50C. 4.      Merupakan penghantar listrik yang tidak baik. 5.      Mempunyai kerapatan yang lebih besar dibandingkan dengan logam-logam biasa, kecuali emas dan mercuri

b)     Sumber Timbal (Pb)

Timbal di alam terutama terdapat sebagai galena,PbS; namun, bijih lain yang mungkin terbentuk sebagai akibat pengaruh iklim atau cuaca pada galena yaitu sebagai karbohidra, cerrusite (kerusit) –PbCO₃, dan sebagai sulfat, anglesite (anglesit) –PbSO₄. Dalam proses ekstraksi, bijih galena pada mulanya dipekatkan dengan teknik flotasibuih, selanjutnya sejumlah kwarsa, SiO2, ditambahkan, baru kemudian dilakukan proses pemanggangan terhadap campuran ini. Persamaan reaksi utama pada proses ini yaitu:

            2 PbS _(s)  +  3 O_2(g)  →  2 PbO _(s)  +  2 SO_2(g)

Kemudian proses reduksi dilaksanakan dengan batubara coke (C) dan air-kapur, persamaan resksi utamnya yaitu:

            PbO _(s)  + C (s)  →  Pb _(l)  +  CO _(g)

            PbO _(s)  + CO _(g)  →  Pb _(l)  +  CO_2(g)

Maksud pemanambahan SiO₂ sebelum proses pemanggangan dan penambahan air-kapur pada proses reduksi yaitu bahwa dalam proses pemanggangan dengan temperatur tinggi ada kemungkinan sebagian galena diubah menjadi PbSO₄. Hadirnya kwarsa akan mengubah sulfat menjadi silikat menurut persamaan reaksi:

            PbSO_4(s)  +  SiO_2(s)  →  PbSiO_3(s)  + SO_3(g)

            Silikat ini dalam proses reduksi akan diubah oleh air-kapur, CaO, menjadi PbO (yang kemudian tereduksi oleh batubara) dan kalsium silikat sebagai kerak atau ampas menurut persamaan reaksi:

            PbSiO_3(s)  +  CaO _(s)  →  PbO _(s)  +  CaSiO_3(s)

Alternatif lain pada proses reduksi yaitu pemakaian reduktor bijih bakar dari galena segar sebagai pengganti batubara (coke):

            PbS _(s)  +  2 PbO _(s)  →  2 Pb _(l)  +  SO_2(g)

Sampai dengan tahap ini, logam timbal yang dihasilkan masih belum murni, mengandung banyak unsur pengotor mungkin tembaga, perak, zink, arsen, antimon, dan bismut. Oleh karena itu, perlu proses permunian yang meliputi beberapa tahap seperti diuraikan berikut ini.

            Pertama-tama, timbal hasil dilelehkan selama beberapa waktu pada temperatur dibawah titik leleh tembaga, sehingga tembaga pengotor akan mengkristal dan dapat dipisahkan. Tahap berikutnya, udara ditiupkan di atas permukaan lelehan timbal; maka, pengotor arsen dan antimon akan diubah menjadi arsenat dan antimonat atau oksidannya, termasuk bismut sebagai buih di atas permukaan yang dapat disendoki ke luar. Selanjutnya, kira-kira 1-2 % zink ditambahkan agar perak atau emas pengotor lelbih mudah larut dalam lelehan zink. Campuran kemudian didinginkan secara perlahan kira-kira dari 480 ^oC hingga 420 ^oC, yang berakibat logam perak dan emas akan terbawa dalam zink yang akan memngkristal lebih dulu, sehingga dapat dipisahkan dari lelehan timbal. Kelebihan zink, jika ada, dapat dipisahkan dengan teknik penyulingan hampa atau pada tekanan sangat rendah.

            Pemurnian tahap akhir biasanya dilakukan dengan teknik elektrolisis menurut metode Betts. Proses ini memakai elektrolit larutan timbal heksafluorosilikat, PbSiF₆ dan asamnya, H₂SiF₆. Lembaran-lembaran tebal timbal dipasang sebagai katode dan pelat-pelat timbal belum  murni dipasang sebagai anode. Anode timbal akan mengalami oksidasi menjadi larutan Pb2+ yang kemudian akan tereduksi menjadi logam Pb dan melekat pada katode. Dengan proses demikian akan diperoleh timbal dengan kemurnian yang sangat tinggi, (99,9 %).

Oksida, Hidroksida, dan Garam Timbal

            Sifat-sifat timbal sangat mirip dengan timah; satu hal yang berbeda yaitu bahwa peran pasangan elektron inert (6s²) dalam senyawa timbal(II) relatif lebih besar dalam menstabilkan senyawanya daripada peran tersebut dalam senyawa timah(II). Oleh karena itu, timbal(II)  relatif lebih stabil dan lebih banyak ditemui daripada timbal (IV). Dengan demikian, timbal(II) bukan reduktor yang baik, tidak seperti halnya timah(II), melainkan timbal(IV) adalah oksidator yang baik dibanding timah(IV).

            Ada tiga macam oksida timbal yang penting yaitu PbO-kuning, PbO₂-coklat, dan Pb₃O₄-merah meni. Timbal(II) oksida yang mempunyai struktur sama dengan timah(II) oksida, dapat diperoleh dari pemanasan timbal dengan udara:

            2 Pb _(s)  +  O_2(g)  →  2 PbO _(s)

Jadi, berbeda dari pemanasan timah dengan udara yang menghasilkan timah(IV) oksida, tetapi pada pemanasan di atas 500 ^oC akan menghasilkan Pb₃O₄.

            Timbal(IV) oksida dapat diperoleh dari oksida timbal(II) dalam larutan basa. Dengan oksidator larutan natrium hipoklorit, NaClO, timbal(II) dapat diubah menjadi timbal(IV) oksida; persamaan reaksinya yaitu sebagai berikut:

            ClO^-_(aq)  +  H₂O _(l)  + 2 e  →  Cl^-_(aq)  +  2 OH^-_(aq)

            Pb²⁺_(aq)  +  4 OH^-_(aq)  →  PbO_2(s)  +  2 H₂O _(l)  +  2 e                            +

Pb²⁺_(aq)  +  2 OH^-_(aq)  +  ClO^-_(aq)  →  PbO_2(s)  +  Cl^-_(aq)  +  2 H₂O _(l)

            Timbal(IV) oksida merupakan oksidator yang baik (dipakai sebagai katode pada aki), misalnya dapat mengoksidasi asam klorida menjadi gas klorin:

            PbO_{2 (s)}  +  4 HCl _(aq)  →  PbCl_2(s)  +  Cl_2(g)  +  2 H₂O _(l)

Pb₃O₄ dapat diperoleh dari oksida PbO dalam udara terbuka dengan pemanasan pada temperatur sekitar 400 – 500 ^oC, menurut persamaan reaksi:

6 PbO (s)  +  O₂ (s)  →  2 Pb₃O₄ (s)

^{kuning                             merah}

Dengan demikian, Pb₃O₄ dapat dipandang sebagai hasil oksidasi “tak sempurna” dari  PbO, dan oleh karena itu dapat dipandang tersusun oleh campuran timbal dengan dua macam tingkat oksidasi, +2 dan +4. Maka, formula oksida ini mungkin dapat dituliskan PbO₂.2PbO. hal ini didukung oleh reaksinya dengan asam nitrat yang menghasilkan timbal(II) nitrat dan endapan timbal(IV) oksida:

            Pb₃O_4(s)  +  4 HNO_3(aq)  →  PbO_2(s)  +  2 Pb(NO₃)_2(aq)  +  2 H₂O _(l)

            Seperti halnya oksida-oksida alumunium dan timah, PbO  dan PbO₂ juga bersifat amfoterik. Paralel dengan oksida-oksida timah, reaksinya dengan basa kuat menghasilkan ion plumbit [Pb(OH)₆]^2-.

            Apabila larutan basa alkali ditambahkan ke dalam larutan timbal(II), diperoleh endapan putih Pb(OH)₂. Basa ini pun bersifat amfoterik, oleh karena itu larut kembali dalam basa alkali berlebihan dengan membentuk ion plumbit; demikian juga reaksinya dengan asam menghasilkan kembali garam timbal(II). Ion stanit merupakan reduktor yang aktif, tetapi tidak demikian halnya dengan ion plumbit, ia bukan reduktor yang baik.

            Timbal(II) klorida, PbCl₂, berupa padatan putih yang sukar larut dalam air, tetapi larut dalam air panas. Garam ini dapat diperoleh dari interaksi langsung unsur-unsurnya, berbeda dari logam timah yang menghasilkan timah(IV) klorida. Timbal(II) klorida juga dapat diperoleh dari reaksi antara timbal(II) oksida dengan asam klorida, atau pengendapan dari ion Pb²⁺ oleh ion Cl^-. Ternyata endapan timbal(II) klorida larut dalam larutan klorida konsentrasi tinggi dengan membentuk ion kompleks tetrakloroplumbat(II):

            PbCl_2(s)  +  2 Cl^-_(aq)  ↔  [Pb(Cl)₄]^2-_(aq)

            Kristal timbal(II) nitrat, tak berwarna dan mudah larut dalam air, dapat diperoleh dengan reaksi timbal(II) oksida dengan asam nitrat. Garam ini ternyata mudah terhidrolisis dalam air, kecuali jika larutan dibuat sedikit asam dengan asam nitrat, membentuk endapan putih hidroksinitrat:

            Pb(NO₃)_2(aq)  +  2 H₂O _(l)  ↔  Pb(OH)(NO₃) _(s)  +  NO₃^-_(aq)  +  H₃O⁺_(aq)

Persamaan reaksi keseimbangan di atas mudah dipahami bahwa penambahan sedikit asam nitrat ke dalam larutan akan mencegah terjadinya hidrolisis.

            Padatan timbal(II) nitrat juga tidak stabil pada temperature agak tinggi, dan seperti halnya dengan nitrat logam-logam berat lainnya, terurai menjadi oksidanya dengan membebaskan gas coklat, NO₂, menurut persamaan reaksi:

            2 Pb(NO₃)_2(s) → 2 PbO _(s)  +  4 NO_2(g)  +  O_2(g)

Larutan timbal(II) yang paling stabil dalam air yaitu sebagai garam asetat, Pb(CH₃COO)₂. Oleh kerena itu, larutan ini sering dissesdiakan untuk uji timbal(II).

            Ion-ion apa saja yang dapat untuk uji karakteristik timbal(II)? Ternyata cukup banyak. Sifat khas adanya timbal(II) dalam larutan tidak hanya diendapkan oleh ion klorida tetapi juga pembentukan endapan putih oleh ion sulfat, SO₄^2-. Demikian juga Pb²⁺ membentuk endapan kuning dengan ion kromat, CrO₄^2-. Seperti halnya timah(II), timbal(II) juga diendapkan oleh ion sulfida dengan warna hitam, menurut persamaan reaksi umum:

            [Pb(H₂O)₆]²⁺_(aq)  →  [Pb(H₂O)₄(OH)]_(s)  [Pb(OH)₄]²- _(aq)

                                                                                                    

c)      Pengolahan dan Senyawa Timbal (Pb)

Timbal dibuat dengan carabijih galena dipekatkan dengan teknik flotasibuih serta di tambahkan SiO₂ dan air kapur.

2PbS_(s) + 3O_2(g)                        2PbO_(s) + 2SO_2(g)

PbO_(s) + C_(s)                             Pb_(l) + CO_(g)

PbO_(s) + CO_(g)                          Pb_(l) + CO_2(g)

Penambahan SiO₂ dan air kapur sebelum pemanggangan pada proses reduksi untuk PbSO_4.

PbSO_4(s) + SiO_2(s)                     PbSiO_3(s) + SO_3(g)

PbSiO_3(s) + CaO_(s)                      PbO_(s) + CaSiO_3(s)

Logam Pb yang dihasilkan masih mengandung pengotor Tembaga, Perak, Emas, Zink, Arsen. Antimon, dan Bismuth.

Tahap-tahap pemurnian:

·         Untuk menghilangkan Cu: logam Pb dilelehkan selama beberapa waktu pada suhu <1083^oC, sehingga Cu mengkristal dan dapat dipisahkan

·         Untuk menghilangkan arsen, antimon, dan bismut: meniupkan udara di atas permukaan lelehan Pb,sehingga arsen menjadi arsena, antimon menjadi antimonat, dan bismut menjadi buih di permukaan, dan dipisahkan.

·         Untuk menghilangkan Ag: menambahkan 1-2% zink, didinginkan dari suhu 480 menjadi 420 sehingga Ag dan zink mengkristal sehingga dapat dipisahkan.*

* Jika kelebihan zink, dipisahkan dengan penyulingan hampa atau pada tekanan sangatrendah

Pemurnian tahap terakhir dengan teknik elektrolisis menurut metode Betts.

•         Anoda             :           Pb

•         Katoda                        :           Pb

•         Elektrolit         :           Larutan PbSiF₆ dan larutan H₂SiF₆

Anode             :           Pb_(l)                              Pb²⁺ + 2e

Katoda                        :           Pb²⁺ + 2e                     Pb_(s)

d)     Kegunaan Timbal (Pb)

1.      Digunakan dalam pembuatan kabel telepon

2.      Digunakan dalam baterai

3.      Sebagai pewarnaan cat

4.      Sebagai pengkilapan keramik dan bahan anti api

5.      Sebagai aditive untuk bahan bakar kendaraan

6.      Pelindung kawat, pipa ledeng, dan amunisi

7.      Logamnya sangat efektif sebagai peredam suara

8.      Pelindung radiasi pada sinar X dan reaktor nuklir

9.      Insektisida

10.  Digunakan dalam accu

11.  Dipakai sebagai agen pewarna dalam bidang pembuatan keramik terutama untuk warna kuning dan merah.

12.  Dipakai dalam industri plastic PVC untuk menutup kawat listrik.

13.  Dipakai sebagai proyektil untuk alat tembak dan dipakai pada peralatan pancing untuk pemberat disebakan timbale memiliki densitas yang tinggi, harganya murah dan mudah untuk digunakan.

e)      Bahaya Timbal (Pb)

Efek Pb terutama terhadap kesehatan terutama terhadap sistem haemotopoetic (sistem pembentukan darah), adalah menghambat sintesis hemoglobin danmemperpendek umur sel darah merah sehingga akan menyebabkan anemia.Pb juga menyebabkan gangguan metabolisme Fe dan sintesis globin dalam seldarah merah dan menghambat aktivitas berbagai enzim yang diperlukan untuksintesis heme.

Anak yang terpapar Pb akan mengalami degradasi kecerdasan alias idiot. Pada orang dewasa Pb mengurangi kesuburan, bahkan menyebabkan kemandulan atau keguguran pada wanita hamil, kalaupun tidak keguguran, sel otak tidak bisa berkembang. Dampak Pb pada ibu hamil selain berpengaruh pada ibu juga pada embrio/ janin yang dikandungnya. Selain penyakit yang diderita ibu sangat menentukan kualitas janin dan bayi yang akan dilahirkan juga bahan kimia atau obat-obatan, misalnya keracunan Pb organik dapat meningkatkan angka keguguran, kelahiran mati atau kelahiran premature.

Efek-efek Pb terhadap kesehatan dapat dijelaskan secara rinci sebagai berikut :

1.                   Efek terhadap terjadinya Anemia oleh Pb

Secara biokimiawi, keracunan timah hitam dapat menyebabkan :

·         Peningkatan produksi ALA (Amino Levulinic Acid)

Timah hitam akan menghambat enzim hemesintetase, yang mengakibatkan penurunan produksi heme. Penurunan produksi heme ini akan meningkatkan aktivitas ALA sintetase, dan akhirnya produksi ALA meningkat. Peningkatan produksi ALA ini dapat dilihat dari ekskresi ALA di urine.

·         Peningkatan Protoporphirin

Perubahan protoporphirin IX menjadi heme, akan terhambat dengan adanya timah hitam. Hal ini akan menyebabkan terjadinya akumulasi dari protoporphirin IX yang dapat diketahui pada plasma dan feces.

·         Peningkatan koproporphirin

Akumulasi dari protoporphirin akan meningkatkan akumulasi dari koproporphirin III. Hal ini diketahui dengan didapatkannya koproporphirin III pada urine dan feces.

2.                  Efek terhadap saraf (sistem saraf pusat)

Susunan saraf merupakan jaringan yang paling sensitif terhadap keracunan Pb. Setelah pajanan tinggi dengan kadar Pb darah di atas 80 μg/dl dapat terjadi ensefalopati. Terjadi kerusakan pada arteriol dan kapiler yang mengakibatkan oedema (adanya cairan) otak, meningkatnya tekanan cairan serebrospinal, degenerasi neuron dan perkembangbiakan sel glia. Secara klinis keadaan ini disertai dengan menurunnya fungsi memori dan konsentrasi, depresi, sakit kepala, vertigo (pusing berputar-putar), tremor (gerakan abnormal dengan frekuensi cepat), stupor (penurunan kesadaran ringan), koma, dan kejang-kejang.

3.                  Ensefalopati

Ensefalopati merupakan bentuk keracunan Pb yang sangat buruk dengan sindrom gejala neurologis yang berat dan dapat berakhir dengan kerusakan otak atau kematian. Paling sering dijumpai pada anak kecil atau orang yang mengkonsumsi makanan/minuman tercemar Pb. Anak-anak mempunyai resiko lebih besar terhadap paparan Pb dari orang dewasa. Hal ini mungkin disebabkan oleh adanya perbedaan aktivitas metabolik internal.

Ensefalopati akut pada manusia sangat dipengaruhi oleh jumlah partikel Pb yang terhisap, lama pemaparan, dan faktor-faktor lain. Yang ditandai dengan :

·         Perubahan perilaku mental,

·         Pelemahan pada daya ingat dan pada aktivitas untuk berkonsentrasi,

·         Hyperirritabel (hal yang sangat mengganggu),

·         Kegelisahan,

·         Depresi,

·         Sakit kepala,

·         Vertigo dan tremor

Ensefalopati akut berkembang hanya pada dosis yang besar dan jarang terjadi pada level Pb dalam darah dibawah 100 μg/ 100 ml, pernah dilaporkan terjadi pada tingkat 70 μg/ 100ml

4.                  Pendengaran

Kerusakan pada susunan saraf pusat dapat pula mengenai saraf kranial, kadar Pb dalam darah 15 μg/dl dapat menyebabkan gangguan saraf pusat, pada kadar 1 – 18 μg/dl menyebabkan gangguan pendengaran. Beberapa penelitian pada anak-anak dan dewasa memperlihatkan adanya hubungan paparan Pb dengan penurunan pendengaran tipe sensorineural. Pada individu yang sensitif kadang-kadang didapatkan adanya efek yang memburuk pada sistem tubuh, tetapi secara klinis efek tersebut tidak jelas sampai dicapai kadar Pb yang lebih tinggi lagi

5.                  Efek terhadap ginjal

Keracunan berat Pb dalam waktu lama akan menyebabkan penyakit renal progresif dan tidak dapat disembuhkan. Ada beberapa laporan berisi interstisial nephritis kronis pada pekerja sering disertai dengan hasil yang fatal. Kebersihan suatu industri akan mengurangi jumlah dan besarnya komplikasi renal pekerja yang keracunan akan tetapi anak-anak yang menghirup Pb pada cat yang mengelupas dan konsumen yang mengkonsumsi makanan yang tercemar Pb tetap mempunyai resiko. Nephropati yang ditandai oleh gangguan fungsi ginjal progresif sering disertai hipertensi. Kerusakan ginjal berupa fibriosis interstitialis kronis, degenerasi tubuler, dan perubahan vaskuler pada arteri kecil dan arteriol. Ditemukan gambaran khas, yaitu penuhnya badan inklusi intranuklear pada sel dinding tubulus. Badan inklusi merupakan kompleks protein Pb yang kemudian di ekskresi melalui urine. Degenerasi tubulus proksimal mengakibatkan menurunnya reabsorbsi asam amino, glukosa, fosfat dan asam sitrat. Pada kasus yang berat dapat terjadi sindrom fanconi yaitu hiperamino uria (air kencing mengandung asam amino berlebihan glukosuria dan hipofosfat uria atau kadang-kadang hiperfosfat uria. Gangguan ginjal bersifat tidak menetap. Saturnine gout adalah sebuah konsekuensi pengurangan fungsi tubuler (ginjal tubulus glumerulus), Pb berpengaruh pada ekskresi urates. Maka meskipun angka formasi mereka normal, level asam uric disimpan dalam persendian, hampir menyerupai encok/ pegal.

6.                  Efek terhadap sistem cardiovascular

Pada keracunan Pb akut beberapa pasien menderita colic yang disertai peningkatan tekanan darah. Kemungkinan timbulnya kerusakan miokard tidak dapat diabaikan. Perubahan elektro cardiografi dijumpai pada 70 % penderita dengan gejala umum berupa takikardia, disritmia atrium.

7.                  Efek terhadap sistem reproduksi

Telah diketahui bahwa Pb dapat menyebabkan gangguan reproduksi baik pada perempuan maupun pada laki-laki, Pb dapat menembus jaringan placenta sehingga menyebabkan kelainan pada janin. Peningkatan kasus infertil, abortus spontan, gangguan haid dan bayi lahir mati pada pekerja perempuan yang terpajan Pb telah dilaporkan sejak abad 19, walaupun demikian data mengenai dosis dan efek Pb terhadap fungsi reproduksi perempuan, sampai sekarang masih sedikit. Hubungan antara kadar Pb dalam darah dan kelainan yang diakibatkan terhadap kelainan reproduksi perempuan adalah Kadar Pb darah 10 μg/dl dapat mengakibatkan gangguan pertumbuhan. Kadar Pb darah 30 μg/dl mengakibatkan kelainan prematur. Kadar Pb darah 60 μg/dl mengakibatkan komplikasi kehamilan. Senyawa teratogen termasuk Pb dapat menembus janin dan dapat mengganggu pertumbuhan mulai dari usia kehamilan pada minggu ke tiga hingga minggu ke 38. mulai minggu ke tiga hingga pertengahan minggu ke enam dapat mengganggu pertumbuhan susunan saraf pusat atau central nervous system (CNS), pada pertengahan minggu ke tiga sampai minggu ke enam dapat mengganggu pertumbuhan jantung, pada minggu ke empat hingga minggu ke delapan mengganggu pertumbuhan mata, lengan dan kaki, mulai pertengahan minggu ke enam sampai minggu ke delapan dapat mengganggu pertumbuhan gigi dan mulut, minggu ke Sembilan mengganggu pertumbuhan tekak (langit-langit, mulai minggu ke tujuh sampai ke 12 menggangu pertumbuhan alat kelamin bagian luar dan mulai minggu ke empat sampai minggu ke 12 mengganggu pertumbuhan pendengaran.

f)       Pencegahan dan Pengawasan Paparan Keracunan Timbal (Pb)

Beberapa program pencegahan harus didasarkan pada ketersediaannya fasilitas teknik yang memadai peraturan-peraturan yang tegas, pakaian pelindung yang efektif, dan pengawasan higienis dan biologi yang terus menerus. Pengawasan biologis biasanya didasarkan pada pengukuran regular Pb pada urin, tingkat yang seharusnya dipertahankan dibawah 150 μg/l

g)      Pengobatan Terhadap Paparan Keracunan Timbal (Pb)

a.       Keracunan Pb anorganik

Pengobatan simtomatik keracunan Pb anorganik adalah segera menghentikan pemaparan dan dengan terapi kelasi. Untuk keracunan yang berat, penggunaan kalsium denatrium EDTA secara infus intravena dalam dosis kira-kira 8 mg/kg, sedangkan pada anak-anak dianjurkan menggunakan dimerkaprol 2,5 mg/kg/dosis intramuskular. Succimer oral diakui untuk digunakan khusus keracunan Pb dalam darah dan urin, harus dimonitor sebagai suatu petunjuk terapi. Dengan tersedianya succimer maka penisilin tidak perlu digunakan. Pada pasien yang tidak ada gejala keracunan, tidak dianjurkan menggunakan zat kelator. Penggunaan profilaktik (pencegahan) zat kelator dikontraindikasikan pada pekerja yang terpapar Pb, karena dapat meningkatkan absorbsi logam dari saluran pencernaan. Setelah terapi kelasi dihentikan fungsi kadar Pb dalam darah dan profirin harus diuji dan dianalisis untuk mengidentifikasi peningkatkan kembali kadar Pb karena Pb dimobilisasi dari tulang.

b.      Keracunan Pb organik

Pengobatan awal terdiri dari menghilangkan kontaminasi kulit dan pencegahan pemaparan lebih lanjut. Pengobatan kejang memerlukan penggunaan anti konvulsi secara bijaksana.