A. Kelimpahan di Alam
Cobalt adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Co dan nomor atom 27. Cobalt merupakan unsur transisi yang terletak pada golongan 9 pada periode keempat. Cobalt merupakan logam metalik yang berwarna sedikit berkilauan dan keabu-abuan. Unsur Cobalt di alam selalu didapatkan bergabung dengan nikel dan biasanya juga dengan arsenik. Mineral Cobalt terpenting antara lain Smaltite (CoAs2) dan Cobaltite (CoAsS). Sumber utama kobal disebut “Speisses” yang merupakan sisa dalam peleburan bijih arsen dari Ni, Cu, dan Pb.
Di alam Cobalt terdapat dalam lapisan kerak bumi yaitu sekitar 0,004% (Heslop, 1961) dari berat kerak bumi atau sekitar 30 ppm (Lee, 1991) dari kerak bumi. Terdapat banyak bijih logam yang mengandung Cobalt (mineral Cobalt) yang dikomersilkan yaituCobalttit (CoAsS), Smaltite (CoAs2) dan Linnaeite (Co3S4). Persenyawaan Cobalt yang ada di alam selalu ditemukan dengan bijih logam nikel, terkadang juga bersamaan dengan bijih tembaga serta bijih timbal. Negara-negara yang secara komersil memproduksi logam murni Cobalt dari mineralnya di alam antara lain: Zaire (32,5%), Zambia (16%), Australia (11%), USSR (10%) dan Kanada (9%). Bijih mineral kobal yang penting ditemukan di Zaire, Moroko, dan Kanada. Survei badan geologis Amerika Serikat telah mengumumkan bahwa di dasar bagian tengah ke utara Lautan Pasifik kemungkinan kaya kobal dengan kedalaman yang relatif dangkal, lebih dekat ke arah Kepulauan Hawai dan perbatasan Amerika Serikat lainnya.
B. Sifat-sifat Unsur Cobalt
1. Sifat Fisika
a. Logam berwarna abu-abu
b. Sedikit magnetis
c. Melebur pada suhu 14900C dan mendidih pada suhu 35200C
d. Memiliki 7 tingkat oksidasi yaitu-1, 0, +1, +2, +3, +4 dan +5
2. Sifat Kimia
a. Mudah larut dalam asam-asam mineral encer
b. Kurang reaktif
c. Dapat membentuk senyawa kompleks
d. Senyawanya umumnya berwarna
e. Dalam larutan air, terdapat sebagai ion Co2+ yang berwarna merah
f. Senyawa-senyawa Co(II) yang tak terhidrat atau tak terdisosiasi berwara biru
g. Ion Co3+ tidak stabil, tetapi kompleks-kompleksnya stabil baik dalam bentuk larutan maupun padatan
h. Kompleks-kompleks Co (II) dapat dioksidasi menjadi kompleks-kompleks Co (III)
i. Bereaksi dengan hidogen sulfida membentuk endapan hitam
j. Tahan korosi
C. Stabilitas Ion Cobalt
Stabilitas dari ion cobalt mempunyai kecenderungan menurun dari bilangan oksidasi tinggi menuju bilangan oksidasi rendah dan terjadi peningkatan stabilitas tingkat oksidasi II relatif lebih tinggi dibandingkan tingkat oksidasi III, sesuai dengan deret unsur periode pertama, yaitu Ti, V, Cr, Mn, dan Fe, terakhir Co. Tingkat oksidasi tertinggi dari ion cobalt adalah V dan sangat sedikit senyawaan yang dikenal. Untuk senyawaan ion cobalt (III) banyak dijumpai dengan atom-atom donor (biasanya N) dan untuk ion cobalt (I) biasanya dengan ligan-ligan phi-aseptor.
Cobalt dengan tingkat oksidasi rendah (-1, 0, +1) hanya terdapat sedikit di alam, yaitu pada beberapa senyawa kompleks Cobalt yang mengandung ligan dengan ikatan phi, misalnya CO, NO dan juga CN. Tingkat oksidasi (-1) terdapat pada kompleks tetrahedral {Co(CO)4}- , dan {Co(CO)3NO}. Co2(CO)8 merupakan kompleks Cobalt dengan tingkat oksidasi (0), K4{Co(CN)4} dan {Co(PMe3)4} juga merupakan komplek Co dengan tingkat oksidasi nol. Co(CNPh)5ClO4merupakan kompleks Cobalt dengan muatan +1. Kompleks Cobalt dengan tingkat oksidasi rendah hanya terjadi dengan ligan-ligan yang kuat dan mempunyai ikatan phi seperti CO, NO dan CN, karena ligan-ligan terebut cukup kuat untuk menyebabkan terjadinya pasangan spin pada atom pusat Cobalt sehingga tidak terjadi eksitasi electron keluar orbital yang menyebabkan atom Cobalt mempunyai tingkat oksidasi yang lebih tinggi.
Co2+ merupakan tingkat oksidasi Co yang stabil dalam perenyawaannya di alam, tetapi dalam persenyawaannya Co3+tidak sestabil Co2+ . Namun pada senyawa kompleks, kompleks Co3+lebih stabil dari kompleks Co2+ . Hal ini disebabkan karena kation Co2+ dengan anion seperti Cl-, Br-, SO42-, CO32- dan NO32-akan membentuk perenyawaan dalam bentuk garam-garam dari asam yang umumnya larut dalam air. Selain itu juga terdapat CoO, Co(OH)2 dan CoS yang juga senyawa yang cukp stabil dalam arti senyawa terebut tidak mempunyai kecenderungan untuk tereduksi serta tahan terhadap oksidasi karena harga potensialnya negatif.
Co2+ Co3+ + e- E0 Co3+/Co2+= - 1,84V
· E0 Co3+/Co2+ = - 1,84V
· E0 Co2+/Co = + 0,28
Berdasarkan harga potensial tersebut, Co3+ akan lebih mudah mengalami reduksi. Sehingga seringkali disebutkan bahwa garam kobaltik sederhana Co3+ merupakan agen pengoksidasi yang kuat. Maka dinyatakan persenyawaan Co2+ lebih stabil dibandingkan Co3+.
Jika pada persenyawaan biasa (misalnya kovalen atau ionik) Co2+ lebih stabil dibandingkan Co3+, maka akan berlaku sebaliknya pada persenyawaan kompleks kedua tingkat oksidasi Co tersebut. Yaitu kompleks Co3+ akan lebih stabil dibandingkan Co2+yang keduanya merupakan kompleks octahedral low spin. Hal ini disebabkan energy stabilisasi medan ligan Co3+ dengan konfigurasi d6 low spin akan lebih besar dibandingkan kompleks Co2+dengan konfigurasi d7 low spin. Sehingga dalam senyawa kompleks (khususnya kompleks dengan struktur tetrahedral) Co3+ akan lebih stabil dibandingkan Co2+.
D. Senyawa-senyawa Cobalt
1. Oksida
Cobalt (II) oksida merupakan senyawa berwarna hijau dibuat melalui pemanasan logam, cobalt karbonat, atau nitrat pada suhu 11000C. Cobalt (II) oksida mempunyai struktur NaCl. Pada pemanasan (400 – 500)0C dalam udara dihasilkan senyawa Co3O4. beberapa oksida lain yang dikenal antara lain Co2O3, CoO2 dan oksocobalttat (II) merah Na10[Co4O9].
Cobalt (II) oksida merupakan senyawa berwarna hijau dibuat melalui pemanasan logam, cobalt karbonat, atau nitrat pada suhu 11000C. Cobalt (II) oksida mempunyai struktur NaCl. Pada pemanasan (400 – 500)0C dalam udara dihasilkan senyawa Co3O4. beberapa oksida lain yang dikenal antara lain Co2O3, CoO2 dan oksocobalttat (II) merah Na10[Co4O9].
2. Halida
Halida anhidrat CoX2dapat dibuat dengan dehidrasi dari hidrat halida dan untuk CoF2dibuat dengan mereaksikan antara HF dengan CoCl2. Halida klor berwarna biru terang. Reaksi dari flourida atau senyawaan flourinasi lain pada cobalt halida pada temperatur (300 – 400)0C menghasilkan cobalt (III) flourida yang merupakan senyawa berwarna coklat gelap yang umumnya digunakan sebagai zat flourinasi. Cobalt (III) flourida dapat direduksi oleh air.
3. Sulfida
Dibentuk dari larutan Co2+ yang direaksikan dengan H2S membentuk endapan CoS berwarna hitam.
Dibentuk dari larutan Co2+ yang direaksikan dengan H2S membentuk endapan CoS berwarna hitam.
4. Garam
Bentuk garam cobalt (II) yang paling sederhana dan merupakan garam hidrat. Semua garam hidrat cobalt berwarna merah atau pink dari ion [Co(H2O)6]2+yang merupakan ion terkoordinasi oktahedral. Penambahan ion hidroksida pada larutan Co2+ menghasilkan cobalt (II) hidroksida yang berwarna pink atau biru tergantung kondisinya. Hanya yang berwarna pink yang merupakan bentuk paling stabil. Cobalt (II) hidroksida bersifat amfoter bila dilarutkan dalam hidroksida pekat membentuk larutan berwarna biru yang mengandung ion [Co(OH)4]2-. Bentuk garam cobalt (III) sangat sedikit, garam flourida hidrat berwarna hijau CoF3.5H2O dan hidrat sulfat berwarna biru Co2(SO4)3.18H2O dapat dipisahkan pada oksidasi elektrofilik dari Co2+ dalam larutan 40% HF dan H2SO4 8M.
Bentuk garam cobalt (II) yang paling sederhana dan merupakan garam hidrat. Semua garam hidrat cobalt berwarna merah atau pink dari ion [Co(H2O)6]2+yang merupakan ion terkoordinasi oktahedral. Penambahan ion hidroksida pada larutan Co2+ menghasilkan cobalt (II) hidroksida yang berwarna pink atau biru tergantung kondisinya. Hanya yang berwarna pink yang merupakan bentuk paling stabil. Cobalt (II) hidroksida bersifat amfoter bila dilarutkan dalam hidroksida pekat membentuk larutan berwarna biru yang mengandung ion [Co(OH)4]2-. Bentuk garam cobalt (III) sangat sedikit, garam flourida hidrat berwarna hijau CoF3.5H2O dan hidrat sulfat berwarna biru Co2(SO4)3.18H2O dapat dipisahkan pada oksidasi elektrofilik dari Co2+ dalam larutan 40% HF dan H2SO4 8M.
5. Kompleks-Kompleks dari Cobalt(II) dan Cobaltt (III)
Kompleks {Co(H2O)6} merupakan kompleks cobalt (II) paling sederhana. Struktur dari komplek cobalt (II) yang paling umum adalah oktahedral atau tetrahedral. Hanya terdapat sedikit perbedaan kestabilan dari kedua jenis ligan yang sama, mungkin berbeda dalam kesetimbangan. Penambahan Cl- terlebih pada larutan pink ion akuo akan menghasilkan senyawaan tetrahedral yang berwarna biru. Tanpa adanya ligan lain, oksidasi dari ion {Co(H2O)6}2+ sangat tidak disukai dan ion Co3+ dapat direduksi oleh air. Meskipun demikian oksidasi elektrolitik atau oksidasi O3 dalam larutan asam dingin dengan Co(ClO4)2 menghasilkan ion akuo[Co(H2O)6]3+yang berada dalam kesetimbangan dengan [Co(OH)(H2O)5]2+. Dengan adanya ligan lain seperti NH3 dapat memperbaiki stabilitas ion Co(III). Dengan adanya ion OH-, Cobalt(II) hidroksida mudah teroksidasi oleh udara menjadi hidrat oksida berwarna hitam. Ion cobalt(III) memperlihatkan afinitas tertentu terhadap donor N seperti NH3, en, EDTA, NCS dan sebagainya dapat membentuk senyawa kompleks yang beragam. Semua kompleks cobalt (III) yang dikenal berstruktur oktahedral. Kompleks cobalt(III) dapat dibuat melalui oksidasi Co2+ dengan adanya ligan, oksigen atau hidrogen peroksida dan katalis karbon. Kedua isomer cis dan trans dari [Coen2Cl2]+bila dipanaskan dalam air akan mengalami reaksi akuasi. Senyawa [Coen2Cl2]+bila direaksikan dengan ligan lain akan terjadi pertukaran ligan.
E. Pembuatan Cobalt
Unsur cobalt diproduksi ketika hidroksida hujan, akan timbul hipoklorit sodium (NaOCl). Berikut reaksinya :
2Co2+(aq)+ NaOCl(aq) + 4OH-(aq) + H2O 2Co(OH)3(s) + NaCl(aq)
Trihydroxide Co(OH)3 yang dihasilkan kemudian dipanaskan untuk membentuk oksida dan kemudian ditambah dengan karbon sehingga terbentuklah unsur kobalt metal. Berikut reaksinya:
Trihydroxide Co(OH)3 yang dihasilkan kemudian dipanaskan untuk membentuk oksida dan kemudian ditambah dengan karbon sehingga terbentuklah unsur kobalt metal. Berikut reaksinya:
2Co(OH)3(heat) Co2O3 + 3H2O
2Co2O3 + 3C 4Co(s) + 3CO2(g)
2Co2O3 + 3C 4Co(s) + 3CO2(g)
F. Kegunaan Cobalt dan senyawanya
Adapun manfaat-manfaat dari logam cobalt adalah sebagai berikut :
1. Dapat dicampur dengan besi, nikel dan batang-batang rel lain untuk membuat Alnico, suatu campuran logam memiliki kekuatan magnetis yang banyak digunakan mesin jet dan turbin gas mesin/motor.
2. Digunakan sebagai bahan baja tahan-karat dan baja magnet.
3. Digunakan di dalam campuran logam untuk turbin gas generator dan turbin pancaran.
4. Cobalt-60, merupakan artifical isotop, dimana sebagai suatu sumber sinar penting, dan secara ekstensif digunakan sebagai suatu pengusut serta agen radiotherapeutic. Sumber 60Co yang ringkas dan mudah.
5. Digunakan sebagai campuran pigmen cat.
6. Alloy stellit mengandung kobal, khrom, dan wolfram, yang bermanfaat untuk peralatan berat, peralatan yang digunakan pada suhu tinggi, maupun peralatan yang digunakan dengan kecepatan tinggi.
7. Logam cobalt digunakan dalam elektroplating karena sifat penampakannya, kekerasannya, dan sifat tahan oksidasinya.
8. Garam kobal telah digunakan selama berabad-abad untuk menghasilkan warna biru brilian yang permanen pada porselen, kaca, pot, keramik dan lapis e-mail gigi. Garam kobal adalah komponen utama dalam membuat biru Sevre dan biru Thenard. Larutan kobal klorida digunakan sebagai pelembut warna tinta. Kobal digunakan secara hati-hati dalam bentuk klorida, sulfat, asetat, nitrat karena telah ditemukan efektif dalam memperbaiki penyakit kekurangan mineral tertentu pada binatang.
9. Tanah yang layak mengandung hanya 0.13 – 0.30 ppm kobal untuk makanan binatang.
0 komentar:
Post a Comment