Seng (Zn)

A.      Pendahuluan

Seng (bahasa Belanda: zink) adalah unsur kimia dengan lambang kimia Zn, nomor atom 30, dan massa atom relatif 65,39. Ia merupakan unsur pertama golongan 12 pada tabel periodik. Beberapa aspek kimiawi seng mirip dengan magnesium. Hal ini dikarenakan ion kedua unsur ini berukuran hampir sama. Selain itu, keduanya juga memiliki keadaan oksidasi +2. Seng merupakan unsur paling melimpah ke-24 di kerak Bumi dan memiliki lima isotop stabil. Bijih seng yang paling banyak ditambang adalah sfalerit (seng sulfida). Kuningan, yang merupakan campuran aloi tembaga dan seng, telah lama digunakan paling tidak sejak abad ke-10 SM.

Logam seng tak murni mulai diproduksi secara besar-besaran pada abad ke-13 di India, manakala logam ini masih belum di kenal oleh bangsa Eropa sampai dengan akhir abad ke-16. Para alkimiawan membakar seng untuk menghasilkan apa yang mereka sebut sebagai "salju putih" ataupun "wol filsuf". Kimiawan Jerman Andreas Sigismund Marggraf umumnya dianggap sebagai penemu logam seng murni pada tahun 1746. Karya Luigi Galvani dan Alessandro Volta berhasil menyingkap sifat-sifat elektrokimia seng pada tahun 1800. Pelapisan seng pada baja untuk mencegah perkaratan merupakan aplikasi utama seng. Aplikasi-aplikasi lainnya meliputi penggunaannya pada baterai dan aloi. Terdapat berbagai jenis senyawa seng yang dapat ditemukan, seperti seng karbonat dan seng glukonat (suplemen makanan), seng klorida (pada deodoran), seng pirition (pada sampo anti ketombe), seng sulfida (pada cat berpendar), dan seng metil ataupun seng dietil di laboratorium organik.

B.     Kelimpahan di Alam

Keberadaan logam Seng (Zn) dapat berasal dari proses alamiah maupun adisi dari limbah industri dan pertanian. Pada lahan pertanian, seng sangat diperlukan untuk kesuburan tanah. Seng (Zn) adalah unsur hara mikro esensial bagi manusia, hewan, dan tumbuh-tumbuhan tingkat tinggi. Kandungan Zn total rataan pada litosfir sekitar 80 mg/kg (Goldschmith, 1954). Mineral-mineral sebagai sumber utama yang kaya Zn dalam tanah adalah sphalerite dan wurtzite (ZnS), dan sumber yang sangat kecil dari mineral-mineral smithsonites (ZnCO3), willemite (Zn2SiO4), zincite (ZnO), zinkosite (ZnSO4), franklinite (ZnFe2O4), dan hopeite (Zn3(PO4)2.4H2O (Lindsay, 1972).

Pada batuan magmatik Zn terdistribusi merata, dan kandungannya berbeda pada batuan asam dan basik yaitu dari 40 mg/kg dalam batuan granit dan 100 mg/kg dalam batuan basaltik. Pelarutan mineral-mineral tersebut di atas dapat terjadi secara alami sehingga unsur-unsur yang terkandung di dalamnya terbebas dalam bentuk ion. Ion Zn++ yang terbebas mengalami proses lebih lanjut, terikat dengan matriks tanah atau bereaksi dengan unsur-unsur lain. Sehingga Zn dalam tanah dikelompokkan dalam bentuk-bentuk kelompok mudah tersedia sampai tidak tersedia bagi tanaman, yaitu bentuk terlarut dalam air, dapat dipertukarkan (terikat pada koloid-koloid bermuatan listrik), teradsorpsi dalam bentuk khelat atau bentuk senyawa kompleks (ikatan logam pada ligand organik), liat mineral sekunder dan oksida metalik tidak larut, serta dalam bentuk mineral primer (Alloway 1995).

C.     Pembuatan

Seng tidak diperoleh dengan bebas di alam, melainkan dalam bentuk terikat. Mineral yang mengandung seng di alam bebas antara lain kalamin, franklinit, smithsonit (ZnCO3), wilenit, zinkit (ZnO) serta dapat dijumpai dalam sfalerit atau zink blende (ZnS) yang berasosiasi dengan timbal sulfida. Dalam pengolahan seng, pertama-tama bijih dibakar menghasilkan oksida, kemudian direduksi dengan karbon (kokas) pada suhu tinggi dan uap zink yang diperoleh diembunkan. Atau oksida dilarutkan dalam asam sulfat, kemudian zink diperoleh lewat elektrolisis.

D.    Sifat- sifat

1.      Sifat Fisik

Seng merupakan logam yang berwarna putih kebiruan, berkilau, dan bersifat diamagnetik. Walau demikian, kebanyakan seng mutu komersial tidak berkilau.Seng sedikit kurang padat daripada besi dan berstruktur kristal heksagonal. Lehto 1968. Logam ini keras dan rapuh pada kebanyakan suhu, namun menjadi dapat ditempa antara 100 sampai dengan 150 °C. Di atas 210 °C, logam ini kembali menjadi rapuh dan dapat dihancurkan menjadi bubuk dengan memukul-mukulnya.Seng juga mampu menghantarkan listrik. Dibandingkan dengan logam-logam lainnya, seng memiliki titik lebur (420 °C) dan tidik didih (900 °C) yang relatif rendah. Dan sebenarnya pun, titik lebur seng merupakan yang terendah di antara semua logam-logam transisi selain raksa dan kadmium.

Terdapat banyak sekali aloi yang mengandung seng. Salah satu contohnya adalah kuningan (aloi seng dan tembaga). Logam-logam lainnya yang juga diketahui dapat membentuk aloi dengan seng adalah aluminium, antimon, bismut, emas, besi, timbal, raksa, perak, timah, magnesium, kobalt, nikel, telurium, dan natrium.Walaupun seng maupun zirkonium tidak bersifat feromagnetik, aloi ZrZn₂memperlihatkan feromagnetisme di bawah suhu 35 K.

2.      Sifat Kimia

Seng memiliki konfigurasi elektron [Ar]3d¹⁰4s²dan merupakan unsur golongan 12 tabel periodik. Seng cukup reaktif dan merupakan reduktor kuat. Permukaan logam seng murni akan dengan cepat mengusam, membentuk lapisan seng karbonat, Zn₅(OH)₆CO₃, seketika berkontak dengan karbon dioksida.Lapisan ini membantu mencegah reaksi lebih lanjut dengan udara dan air. Seng yang dibakar akan menghasilkan lidah api berwarna hijau kebiruan dan mengeluarkan asap seng oksida. Seng bereaksi dengan asam, basa, dan non-logam lainnya. Seng yang sangat murni hanya akan bereaksi secara lambat dengan asam pada suhu kamar. Asam kuat seperti asam klorida maupun asam sulfat dapat menghilangkan lapisan pelindung seng karbonat dan reaksi seng dengan air yang ada akan melepaskan gas hidrogen.

Seng secara umum memiliki keadaan oksidasi +2. Ketika senyawa dengan keadaan oksidasi +2 terbentuk, elektron pada kelopak elektron terluar s akan terlepas, dan ion seng yang terbentuk akan memiliki konfigurasi [Ar]3d¹⁰.Hal ini mengijinkan pembentukan empat ikatan kovalen dengan menerima empat pasangan elektron dan mematuhi kaidah oktet. Stereokimia senyawa yang dibentuk ini adalah tetrahedral dan ikatan yang terbentuk dapat dikatakan sebagai sp³.Pada larutan akuatik, kompleks oktaherdal, [Zn(H₂O)₆]₂₊, merupakan spesi yang dominan.Penguapan seng yang dikombinasikan dengan seng klorida pada temperatur di atas 285 °C mengindikasikan adanya Zn₂Cl₂ yang terbentuk, yakni senyawa seng yang berkeadaan oksidasi +1.Tiada senyawa seng berkeadaan oksidasi selain +1 dan +2 yang diketahui. Perhitungan teoritis mengindikasikan bahwa senyawa seng dengan keadaan oksidasi +4 sangatlah tidak memungkinkan terbentuk.

Sifat kimiawi seng mirip dengan logam-logam transisi periode pertama seperti nikel dan tembaga. Ia bersifat diamagnetik dan hampir tak berwarna.Jari-jari ion seng dan magnesium juga hampir identik. Oleh karenanya, garam kedua senyawa ini akan memiliki struktur kristal yang sama. Pada kasus di mana jari-jari ion merupakan faktor penentu, sifat-sifat kimiawi keduanya akan sangat mirip.Seng cenderung membentuk ikatan kovalen berderajat tinggi. Ia juga akan membentuk senyawa kompleks dengan pendonor N- dan S-. Senyawa kompleks seng kebanyakan berkoordinasi 4 ataupun 6 walaupun koordinasi 5 juga diketahui ada.

E.     Senyawa

Kebanyakan metaloid dan non logam dapat membentuk senyawa biner dengan seng, terkecuali gas mulia. Oksida ZnO merupakan bubuk berwarna putih yang hampir tidak larut dalam larutan netral. Ia bersifat amfoter dan dapat larut dalam larutan asam dan basa kuat. Kalkogenida lainnya seperti ZnS, ZnSe, dan ZnTe memiliki banyak aplikasinya dalam bidang elektronik dan optik.Pniktogenida (Zn₃N₂, Zn₃P₂, Zn₃As₂dan Zn₃Sb₂),peroksida ZnO₂, hidrida ZnH₂, dan karbida ZnC₂ juga dikenal keberadaannya. Dari keempat unsur halida, ZnF₂memiliki sifat yang paling ionik, sedangkan sisanya (ZnCl₂, ZnBr₂, dan ZnI₂) bertitik lebur rendah dan dianggap lebih bersifat kovalen.

Dalam larutan basa lemah yang mengandung ion Zn²⁺, hidroksida dari seng Zn(OH)₂terbentuk sebagai endapat putih. Dalam larutan yang lebih alkalin, hidroksida ini akan terlarut dalam bentuk [Zn(OH)₄]_2-Senyawa nitrat Zn(NO₃)₂, klorat Zn(ClO₃)₂, sulfat ZnSO₄, fosfat Zn₃(PO₄)₂, molibdat ZnMoO₄, sianida Zn(CN)₂, arsenit Zn(AsO₂)₂, arsenat Zn(AsO₄)₂•8H₂O dan kromat ZnCrO₄merupakan beberapa contoh senyawa anorganik seng. Salah satu contoh senyawa organik paling sederhana dari seng adalah senyawa asetat Zn(O₂CCH₃)₂.

Senyawa organoseng merupakan senyawa-senyawa yang mengandung ikatan kovalen seng-karbon. Dietilseng ((C₂H₅)₂Zn) merupakan salah satu reagen dalam kimia sintesis. Senyawa ini pertama kali dilaporkan pada tahun 1848 dari reaksi antara seng dengan etil iodida dan merupakan senyawa yang pertama kali diketahui memiliki ikatan sigma logam-karbon. Dekametildizinkosena mengandung ikatan seng-seng kovalen yang kuat pada suhu kamar.

F.      Kegunaan

Kegunaan senyawa seng dalam berbagai asfek kehidupan antara lain:

a.       Senyawa ini juga digunakan dalam pelapisan baja dan besi untuk mencegah proseskarat.

b.      Untuk industri baterai.

c.       Bahan alloy seperti kuningan, nikel-perak, logam mesin tik, dan penyepuhan listrik.

d.      Pembuatan uang sen Amerika sejak tahun 1982.

e.       Pelapisan cat khususnya dalm industriautomobil.

f.       Zn-oksida untuk pembuatan pigmen putih cat air atau cat, sebagai aktifator pada industri karet; melapisi kulit guna mencegah dehidrasi kulit, melindungi kulit dari sengatan sinar matahari, sebagai bahan diaper pada bayi guna mencegah kulit luka/kemerahan, industry karet dan untuk opaque sunscreen.

g.      Bahan dinding-lantai logam untuk bahan insektisida dapur.

h.      Zn-klorida untuk deodorant dan pengawet kayu.

i.        Zn-sulfida untuk industry pigmen dan lampu pendar, luminous dial, X-ray dan layar TV serta lampu fluorescence.

j.        Zn-metil (Zn(CH₃)₂) untuk pembuatan berbagai senyawa organic; Zn-Stearat digunakan sebagai aditif penghalus plastik.

k.      Sebagai anode bahan bakarzinc-air-battery.

l.        Zn-hidroksi-karbonat dan silikat untuk pembuatan lotion pencegah kulit luka/alergi/kemerahan.

m.    Sebagai bahan suplemen vitamin atau mineral yang memiliki aktivitas antioksidan guna mencegah penuaan dini serta mempercepat proses penyembuhan.

n.      Zn-glukonat glisin dan Zn-asetat yang digunakan sebagai pelega tenggorokan (throat lozenges) saat musim dingin.